Hipoclorito de potasio (KClO): qué es, estructura, propiedades, usos

¿Qué es el hipoclorito de potasio?

El hipoclorito de potasio es la sal potásica del ácido hipocloroso. Asimismo, es una sal ternaria de potasio, oxígeno y cloro, y constituye un compuesto inorgánico. Su fórmula química es KClO, lo que significa que en el sólido iónico se encuentran el catión K⁺ y el anión OCl^– en una proporción estequiométrica 1:1.

De sus compuestos homólogos (LiOCl, NaOCl, Ca(OCl)₂) es quizás el menos utilizado y conocido popularmente dentro de la cultura química y pragmática. Todas estas sales tienen el denominador común del anión hipoclorito (OCl^–), el cual les otorga sus principales características como agente blanqueador.

La historia del hipoclorito de potasio y sus propiedades fisicoquímicas son parecidas a la sal hipoclorito de sodio. Fue producido inicialmente en 1789 por Claude Louis Berthollet en Javel, París. La reacción del autor que condujo a la síntesis de dicho compuesto viene expresada por la siguiente ecuación química:

Cl₂ + 2KOH => KCl + KClO + H₂O

De acuerdo con la ecuación, el cloro molecular reacciona con el hidróxido de potasio (o potasa cáustica), reduciendo y oxidándose los átomos de cloro. Esto puede verificarse comparando el número de oxidación del Cl en el KCl (-1) con el del Cl en el KClO (+1).

Estructura química

En la imagen superior se representa las interacciones electrostáticas entre el catión K⁺ y el anión OCl^– (con el oxígeno portando una carga formal negativa).

Estos iones presentan iguales proporciones estequiométricas (1:1) y sus fuerzas no direccionales forman un arreglo cristalino, en donde el K⁺ se posiciona lo más cerca del átomo de O.

Aunque no haya estudios que describan el sistema cristalino del KClO (cúbico, ortorrómbico, monoclínico, etc.), basta con visualizarla como una esfera grande de K⁺ atraída hacia el ion de geometría lineal de OCl^–.

Se puede pensar que, a diferencia del NaOCl, el KClO forma cristales con menor energía reticular, debido a que el K⁺ es más grande que el Na⁺ comparado al OCl^–. Esta mayor disimilitud entre sus radios iónicos hace menos efectiva las fuerzas electrostáticas presentes entre estos.

Asimismo, el comportamiento en solución acuosa para esta sal puede esperarse que sea similar al del NaOCl. Rodeado del agua, el K⁺ —más voluminoso— debe tener una esfera de hidratación mayor que la del Na⁺. De resto, las propiedades de sus soluciones (color, olor y poder blanqueador) no difieren en un grado importante.

Nomenclatura

¿Por qué la sal hipoclorito de potasio se llama de tal modo? Para responder se debe recurrir a la nomenclatura de las sales ternarias regidas por la IUPAC. Primeramente, debido a que el potasio solo tiene valencia +1, está de más escribirla; por lo tanto, se ignora. Entonces, no se escribe hipoclorito de potasio (I).

El ácido clórico tiene por fórmula HClO₃. A medida que disminuye el número de oxígenos, el átomo de cloro gana más electrones; es decir, tiene números de oxidación menos positivos. Por ejemplo, en este ácido el Cl tiene un número de oxidación de +5.

Como en el HClO el Cl tiene un número de oxidación de +1 que, además, posee dos unidades menos de átomos de O (1 en lugar de 3 frente al HClO₃), el sufijo de su nombre cambia a –oso. Asimismo, dado que +1 es el número de oxidación más pequeño que puede alcanzar el átomo de Cl, se adiciona el prefijo –hipo.

Entonces, al HClO se le denomina ácido hipocloroso. Sin embargo, el KClO es su sal potásica y para números de oxidación del Cl menores a +5 el sufijo –oso se intercambia por el sufijo –ito. En caso contrario, para números de oxidación iguales o mayores a +5, el sufijo se cambia por –ato. Entonces, el nombre queda hipoclorito de potasio.

Propiedades del hipoclorito de potasio

Masa molar

90,55 g/mol.

Apariencia

Es un líquido ligeramente grisáceo.

Densidad

1,16 g/cm³

Punto de fusión

-2º C (28 ºF; 271 ºK). Este bajo punto de fusión, pese al carácter iónico de sus enlaces, demuestra la débil energía reticular cristalina de su sólido puro, producto de las cargas monovalentes del K⁺ y el OCl^–, y a la diferencia de sus radios iónicos.

Punto de ebullición

102 ºC (216 ºF; 375 ºK). Es apenas ligeramente superior al del agua pura.

Solubilidad en agua

25 % p/v, siendo este un valor razonable dado a la facilidad de las moléculas de agua para solvatar los iones K⁺.

Las soluciones acuosas del hipoclorito de potasio presentan cualidades blanqueadoras, al igual que las del NaOCl. Es irritante y puede producir daños severos en contacto con la piel, ojos y membranas de la mucosa. Asimismo, su inhalación produce irritación bronquial, dificultad respiratoria y edema pulmonar.

Reactividad

• El hipoclorito de potasio es un poderoso agente oxidante que no se considera  un elemento que provoque incendios o explosiones. Sin embargo, es capaz de combinarse con diferentes  elementos químicos para originar compuestos inflamables y explosivos.
• En contacto con la urea puede formar NCl₃, un compuesto altamente explosivo. Al ser calentado o puesto en contacto con ácidos, produce un humo altamente tóxico de cloruro. Reacciona vigorosamente con el carbón en una reacción potencialmente explosiva.
• Se combina con el acetileno para formar el explosivo cloroacetileno. Igualmente, su reacción con materia orgánica, aceite, hidrocarburos y alcoholes puede producir explosiones. Su reacción con el nitrometano, metanol y etanol puede tornarse explosiva.
• Se descompone liberando oxígeno, proceso que puede ser catalizado por la herrumbre o por el recipiente metálico que lo contiene.
• El hipoclorito de potasio debe ser guardado en frío para evitar la formación de clorato de potasio, cuya descomposición puede ser incluso explosiva.

Usos/aplicaciones

• Se usa como desinfectante de superficies y del agua potable.
• La degradación en los suelos del hipoclorito de potasio en cloruro de potasio ha sugerido su uso en los cultivos como fuente de potasio, elemento nutricional primario para las plantas.
• Algunas empresas han sugerido su aplicación como sustituto del NaOCl como agente blanqueador, alegando las propiedades beneficiosas del ion K⁺ frente al impacto ambiental que ocasiona el Na⁺.