Carbonato de potássio–água (2/1/2) (16799-90-9) Propriedades Físicas e Químicas
Carbonato de potássio–água (2/1/2)
Carbonato dissódico di-hidratado é um sal inorgânico de carbonato fornecido como di-hidratado cristalino, comumente utilizado como reagente alcalino e agente tamponante em ambientes industriais e laboratoriais.
| Número CAS | 16799-90-9 |
| Família | Carbonatos inorgânicos |
| Forma Típica | Sólido cristalino (di-hidratado) |
| Grau Comum | EP |
Carbonato de potássio–água (2/1/2) é a forma di-hidratada do carbonato de potássio, um sal iônico inorgânico da família dos carbonatos. Estruturalmente consiste em cátions dipotássio e ânions carbonato associados a duas moléculas de água de cristalização; a composição estequiométrica reportada para a unidade cristalina é \(\ce{CH4K2O5}\), que corresponde a um conjunto hidratado de carbonato de dipotássio. A estrutura de longo alcance é dominada por interações iônicas entre \(\ce{K+}\) e \(\ce{CO3^{2-}}\) e por redes de pontes de hidrogênio envolvendo as moléculas de água de cristalização; essas características controlam a hidratação, energia de solvatação e estabilidade da rede cristalina.
A estrutura eletrônica é típica de sais inorgânicos simples: o íon carbonato é um oxiânion deslocalizado com carga negativa formal distribuída entre três átomos de oxigênio, enquanto o potássio proporciona o balanceamento de carga como cátion espectador com baixo poder polarizante. Em meio aquoso, o ânion carbonato participa dos equilíbrios de transferência de prótons (carbonato ↔ bicarbonato ↔ ácido carbônico/CO2), portanto o comportamento aquoso é fortemente dependente do pH e do CO2. O material é altamente polar e solúvel em água como fonte de carbonato; soluções são alcalinas e úteis quando é requerido um componente base solúvel e não volátil ou agente tamponante.
Os graus comerciais comuns reportados para esta substância incluem: EP.
Propriedades Físicas Básicas
Densidade
Não há valor experimentalmente estabelecido para esta propriedade disponível no contexto atual dos dados.
Ponto de Fusão ou Decomposição
Não há valor experimentalmente estabelecido para esta propriedade disponível no contexto atual dos dados.
Solubilidade em Água
Não há valor experimentalmente estabelecido para esta propriedade disponível no contexto atual dos dados.
pH da Solução (Comportamento Qualitativo)
Soluções aquosas são alcalinas devido à presença do íon carbonato. Em contato com a água, o ânion sofre os equilíbrios de protonação \(\ce{CO3^{2-} <=> HCO3^- <=> H2CO3/CO2}\), portanto a alcalinidade da solução e a espécie predominante de carbonato dependem da pressão parcial de CO2 e da concentração geral. As soluções são tipicamente básicas e resistem à acidificação até que o carbonato seja convertido em bicarbonato ou ácido carbônico.
Propriedades Químicas
Comportamento Ácido-Base
O carbonato de potássio di-hidratado atua como fonte do ânion básico \(\ce{CO3^{2-}}\); ele aceita prótons formando \(\ce{HCO3^-}\) e, eventualmente, \(\ce{H2CO3}\)/\(\ce{CO2}\) dissolvido sob condições ácidas. Em reações com ácidos fortes, é neutralizado para produzir os sais de potássio correspondentes e evoluir dióxido de carbono quando o carbonato é convertido em ácido carbônico:
\(\ce{CO3^{2-} + 2H+ -> H2CO3 -> CO2 + H2O}\).
O cátion \(\ce{K+}\) não complexa em químicas aquosas típicas e serve primariamente como contra-íon.
Reatividade e Estabilidade
O di-hidratado cristalino é quimicamente estável em condições ambientais normais, mas sofre desidratação ao aquecimento, originando o carbonato anidro. Sob condições fortemente ácidas, o ânion carbonato é consumido e \(\ce{CO2}\) gasoso pode ser liberado. O sal é geralmente compatível com meios oxidantes em temperaturas ambientes, mas reage vigorosamente com ácidos fortes. O contato com \(\ce{CO2}\) atmosférico e umidade altera os equilíbrios de carbonato/bicarbonato em solução; carbonatação em estado sólido não é uma preocupação pois o ânion já é carbonato. Para processos com aquecimento, caminhos de desidratação e subsequente decomposição térmica (liberação de \(\ce{CO2}\) em temperaturas elevadas) devem ser considerados em avaliações de compatibilidade do material e estabilidade térmica.
Parâmetros Moleculares e Iônicos
Fórmula e Massa Molecular
- Fórmula molecular (estequiometria cristalina): \(\ce{CH4K2O5}\).
- Massa molecular: 174,24 \(\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\).
- Massa exata: 173,93328619 (conforme reportado).
- Massa monoisotópica: 173,93328619 (conforme reportado).
Outros descritores calculados: - Área polar da superfície topológica (TPSA): 65,2. - Contagem de doadores de ligações de hidrogênio: 2. - Contagem de aceitadores de ligações de hidrogênio: 5. - Contagem de ligações rotativas: 0. - Número de átomos pesados: 8. - Complexidade: 18,8. - Carga formal: 0.
SMILES, InChI e InChIKey são fornecidos para identificação estrutural inequívoca:
- SMILES: C(=O)([O-])[O-].O.O.[K+].[K+]
- InChI: InChI=1S/CH2O3.2K.2H2O/c2-1(3)4;;;;/h(H2,2,3,4);;;2*1H2/q;2*+1;;/p-2
- InChIKey: KMUFDTCJTJRWGL-UHFFFAOYSA-L
Íons Constituintes
Os principais constituintes iônicos são o cátion potássio e o ânion carbonato, juntamente com água de cristalização: \(\ce{K+}\), \(\ce{CO3^{2-}}\) e \(\ce{H2O}\). Em solução aquosa a especiação pode incluir \(\ce{HCO3^-}\), dependendo do pH e do \(\ce{CO2}\) dissolvido.
Identificadores e Sinônimos
Números de Registro e Códigos
- Número CAS: 16799-90-9
- ID substância DSSTox: DTXSID20608507
- InChIKey: KMUFDTCJTJRWGL-UHFFFAOYSA-L
Sinônimos e Nomes Comuns
- Carbonato de potássio–água (2/1/2)
- carbonato de potássio di-hidratado
- dipotássio;carbonato;di-hidratado
- carbonato dipotássico di-hidratado
- Ácido carbônico, sal dipotássico, di-hidratado (formatação alternativa)
Aplicações Industriais e Comerciais
Funções Funcionais e Setores de Uso
Como fonte solúvel em água de carbonato, o di-hidratado atua como reagente alcalino, componente tamponante e agente neutralizante em fabricação química, formulação e contextos analíticos. É usado onde é requerida uma sal potássico solúvel em vez de sódico, para controle de pH, como precursor de outros compostos de potássio e como base suave em sínteses orgânicas e processos industriais. As aplicações exploram sua solubilidade, natureza não volátil e reatividade básica do ânion carbonato.
Exemplos Típicos de Aplicação
Usos típicos incluem ajuste de pH e neutralização em processos aquosos, formulação de soluções eletrolíticas ou tampões à base de potássio, matéria-prima para produção de sais de potássio e papéis em certos sistemas catalíticos ou reagentes onde carbonato solúvel é vantajoso. Na prática, a forma di-hidratada é selecionada quando a cristalinidade e o teor controlado de água são necessários para reprodutibilidade do processo.
Visão Geral de Segurança e Manuseio
Riscos à Saúde e ao Meio Ambiente
Como um sal inorgânico alcalino, a exposição ao pó concentrado ou soluções pode causar irritação na pele, olhos e trato respiratório devido à basicidade. A substância é não volátil; os principais riscos agudos surgem do contato com ácidos fortes (evolução de CO2) e de exposições em alta concentração. O risco ambiental ocorre principalmente por meio da alcalinização de corpos d'água caso grandes quantidades sejam liberadas, o que pode alterar o pH aquático e o equilíbrio ecológico.
Considerações sobre Armazenamento e Manuseio
Armazenar em recipientes bem fechados, em local fresco, seco e bem ventilado para manter a qualidade do produto e evitar contaminação. Prevenir a inalação de poeira e evitar o contato com olhos e pele; utilizar equipamentos de proteção individual (EPI) adequados, como luvas, proteção ocular e proteção respiratória para operações com risco de poeira. Manter afastado de ácidos e materiais incompatíveis com sais carbonatos básicos. Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (FDS) específica do produto e a legislação local.
