Hidróxido de potasio: estructura, propiedades, usos
El hidróxido de potasio es un sólido inorgánico cristalino blanco. Su fórmula química es KOH. Sus cristales absorben fácilmente el agua del aire, por lo que se dice que es un compuesto higroscópico. Es una base fuerte y absorbe el dióxido de carbono (CO2) del ambiente.
Industrialmente se produce mediante la electrólisis del cloruro de potasio (KCl). Por razones de conservación de energía y por la pureza del producto, se emplean celdas de mercurio (Hg) en este método.
Pero desde hace muchos años existe preocupación por la contaminación de mercurio que genera este proceso. De hecho, las descargas al ambiente de efluentes de desecho que contengan mercurio están estrictamente prohibidas. Existen otros procesos como el de diafragma y el de membrana, pero se prefiere el de mercurio porque produce una solución pura de KOH al 50%.
Existen también procesos no-electroquímicos como el de la descomposición de nitrito de potasio (KNO2) en presencia de óxido férrico (Fe2O3).
Las soluciones de KOH obtenidas en los procesos industriales se evaporan para lograr KOH al 90-95%. El contenido residual de 5-10% de agua está unido al KOH en forma de monohidrato de hidróxido de potasio (KOH.H2O).
Por sus propiedades cáusticas y su fuerte basicidad tiene muy variadas aplicaciones. Sirve como materia prima en jabones y detergentes, tintas de impresión o cosméticos, entre otros usos. También se emplea para lavar gases industriales, en la detección de hongos mediante microscopio y tiene aplicación en la industria alimenticia.
Aunque es un compuesto muy estable, está clasificado como corrosivo. Debe manipularse con cuidado, pues puede causar quemaduras en ojos, piel y membranas mucosas.
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El cristal de KOH a temperaturas ordinarias es monoclínico, con cada átomo de potasio (K) rodeado por un octaedro distorsionado de átomos de oxígeno (O). A su vez, los grupos hidroxilo (OH) forman una cadena en forma de zig-zag unida por hidrógenos, en donde las distancias O-O son de 3,35 A, descartando cualquier enlace de hidrógeno significativo.
A altas temperaturas, el KOH tiene una forma cristalina cúbica.
– Hidróxido de potasio.
– Potasa cáustica.
– Hidrato de potasio.
– Lejía de potasio.
Sólido cristalino blanco.
56,106 g/mol.
380 ºC; también se ha reportado 406 ºC (varía según el contenido de agua). El grado técnico (90-92% KOH) funde aproximadamente a 250 ºC.
1327 ºC.
2,044 g/cm3
Soluble en agua fría (107 g/100 ml a 15 ºC) y en agua caliente (178 g/100 ml a 100 ºC). Su disolución en agua es un proceso muy exotérmico, esto significa que se genera gran cantidad de calor.
Soluble en alcoholes. Soluble en glicerina. Insoluble en éter.
13,5 (en solución acuosa 0,1 molar).
Sus cristales son delicuescentes o higroscópicos, lo que significa que absorbe agua del aire. También absorbe fácilmente el CO2 del aire.
Sus reacciones químicas son las características de una base fuerte. En solución acuosa reacciona con cualquier ácido débil para formar la sal potásica del ácido. Por ejemplo, reacciona con el ácido carbónico (H2CO3) o con dióxido de carbono (CO2) para formar bicarbonato o carbonato de potasio.
Reacciona con alcoholes para formar alcóxidos de potasio, o con sulfuro de hidrógeno H2S para formar sulfuro o bisulfuro de potasio.
En sistemas acuosos el KOH forma varios hidratos: mono-, di- y tetra-hidratos.
Las soluciones acuosas de KOH son incoloras, fuertemente básicas, jabonosas y cáusticas. Es un material corrosivo, tanto sólido como en solución.
No es inflamable, pero cuando se calienta hasta su descomposición emite humos tóxicos y corrosivos de K2O.
Causa severas quemaduras en ojos, piel y membranas mucosas y en contacto con metales, como aluminio, estaño, plomo o cinc, puede generar la evolución de gas hidrógeno (H2), el cual es altamente inflamable.
El calor producido al entrar en contacto con humedad u otras sustancias puede originar suficiente calor como para encender materiales combustibles.
El hidróxido de potasio se emplea como materia prima para la industria química y farmacéutica. Sirve para producir carbonato de potasio (K2CO3), permanganato de potasio (KMnO4), fosfato de potasio (K3PO4), silicato de potasio (K2SiO3) y cianuro de potasio (KCN), entre otros compuestos.
El KOH de alta pureza tiene aplicación en la manufactura de pesticidas, síntesis de tintas y colorantes, químicos para las gomas, en fotografía como álcali revelador de fotos, como electrolito en baterías alcalinas y celdas de combustible, en la electrólisis del agua, en electrodeposición o galvanoplastia, litografía, etc.
El KOH grado técnico se emplea como materia prima en la industria de detergentes y jabones; en la manufactura de cosméticos, vidrio y textiles; para desulfurizar petróleo crudo; como agente de secado y en removedores de pinturas y barnices, entre otras aplicaciones.
También es útil como agente cáustico en la industria de la madera, en la mercerización de algodón, en química analítica para titulaciones alcalimétricas, en síntesis orgánica y en tratamiento de aguas.
En medicina se usa en el montaje húmedo durante la preparación de especímenes clínicos para visualización microscópica de hongos y otros elementos fungosos en piel, cabello, uñas, entre otros.
La preparación de KOH se utiliza para aclarar el material clínico de manera que los elementos fungosos puedan verse más fácilmente.
Un fragmento de muestra clínica se añade a una porción de solución de KOH al 10% sobre un portaobjeto de vidrio. Luego se tapa con un cubre-objeto y se deja reposar a temperatura ambiente para permitir la digestión de las células huésped. Finalmente, se observa con el microscopio.
Por otra parte, el KOH en forma de solución tópica es efectivo en el tratamiento de verrugas.
Se emplea en algunos productos limpiadores para uñas, cremas de afeitar y jabones, pues su propiedad corrosiva lo hace muy efectivo en la descomposición o remoción de tejido suave y remoción de vello.
Se utiliza en fertilizantes y otros productos agrícolas como herbicidas y pesticidas.
El KOH es útil en operaciones de limpieza y en lavado o purificación de gases industriales, especialmente cuando se requiere remover ácidos.
Por ejemplo, por su facilidad para reaccionar con el CO2, se utiliza para absorber este gas. Además, es ideal para reaccionar con ácidos, por lo que sirve para remover ácido sulfhídrico (H2S). Y de forma similar, para remover óxidos de nitrógeno.
Se emplea para ajustar pH, como estabilizador y como agente espesante en la industria alimenticia.
Ha sido considerado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EEUU, o FDA (por sus siglas del inglés Food and Drug Administration), como ingrediente directo en alimentos para humanos, siempre que sea usado bajo las condiciones relativas a las buenas prácticas de manufactura.
El biodiesel es un líquido combustible sustituto del diésel o gasóleo. Se obtiene a partir de aceites vegetales o grasas animales. El KOH se ha empleado como catalizador en la producción de biodiesel.
Desde hace varios años se está prestando atención a la contaminación de los mares por desechos de plástico, la cual afecta a más de 550 especies de fauna marina, tanto por la ingestión de plástico como por quedar atrapadas entre los desechos.
Por esta razón, se está intentando encontrar métodos que permitan procesar las muestras de tracto digestivo de animales, disolviendo el material orgánico pero sin disolver los plásticos ingeridos por los especímenes.
En este sentido, se ha encontrado que la utilización de soluciones de KOH para separar plásticos de la materia orgánica es un método práctico y efectivo, lo cual puede ser de gran utilidad en los estudios cuantitativos de ingestión de plástico por la fauna marina silvestre.
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