كيف يستخدم سوبر أكسيد البوتاسيوم في تنقية جو الغواصات

1 إجابة واحدة
مدرّس و مترجم
Microbiology, Tishreen University

البوتاسيوم (K)، هو عنصر كيميائي من المجموعة 1 (Ia) في الجدول الدوري، وينتمي لمجموعة المعادن القلوية التي لا غنى عنها لكل من الحياة النباتية والحيوانية معاً، وكان البوتاسيوم هو أول معدن يتم عزله بواسطة التحليل الكهربائي للمركبات الكيميائية وهي طريقة يتم فيها استخدام تيار كهربائي لإطلاق تفاعل كيميائي غير ممكن الحدوث بدون التيار، وذلك بواسطة العالم الكيميائي الإنجليزي السير همفري ديفي (Sir Humphry Davy) وذلك عندما حصل على البوتاسيوم النقي عام (1807) عن طريق تحلل هيدروكسيد البوتاسيوم المنصهر (KOH) بعمود فلطائي (هي أول بطارية كهربائية كيميائية اخترعت في التاريخ عام 1799 اخترعها العالم الفيزيائي فولتا وسميت باسمه) يمكننا وضع جدول صغير لهذا العنصر لكي نشمل جميع نواحيه:

  • العدد الذري: 19
  • الوزن الذري: 39.098
  • درجة الانصهار: 63.28 مئوية (145.90 فهرنهايت)
  • درجة الغليان: 760 مئوية (1400 فهرنهايت)
  • الثقل النوعي: 0.862 عند درجة حرارة 20 مئوية أو 68 فهرنهايت
  • التكافؤ: +1 وفي حالات نادرة قد يكون -1
  • التوزيع الإلكتروني: 1s22s22p63s23p64s1
  • أو ببساطة: 2-8-8-1

للبوتاسيوم خواص عديدة منها أنه معدن ناعم وأبيض يتمتع ببريق فضي، له نقطة انصهار منخفضة عموماً، وهو موصل جيد للحرارة والكهرباء، يضفي البوتاسيوم لونًا خزامي على اللهب عند احتراقه، وبخاره أخضر اللون، بالإضافة لإنه يأتي بالمرتبة السابعة في ترتيب العناصر من حيث الوفرة في قشرة الأرض، ويشكل 2.6 في المائة من كتلة الكوكب، يتواجد بكثرة في البحر الميت ويقدر محتوى البوتاسيوم فيه بنحو 1.7 بالمئة منه هو كلوريد البوتاسيوم، أيضاً يتواجد في العديد من المسطحات المائية المالحة الأخرى.

وقد تحتوي سوائل النفايات من بعض مصانع الملح على ما يصل إلى 40 جرامًا لكل لتر من كلوريد البوتاسيوم وتستخدم هذه السوائل كمصدر للبوتاسيوم. بالرغم من وجوده في الماء بوفرة لكن قد تجد معظم البوتاسيوم في الصخور النارية والصخر الزيتي وكرواسب شائبة في المعادن مثل المسكوفيت والفلدسبار (أملاح معدنية) والأرثوكلاز (صخر ناري) الغير القابلة للذوبان في الماء مما يجعل من الحصول على البوتاسيوم أمراً صعبا.

لذا يتم الحصول على معظم مركبات البوتاسيوم التجارية كالبوتاس الكاوي عن طريق التحليل الكهربائي لمركبات البوتاسيوم القبلة للذوبان بالماء مثل الكرناليت (KMgCl3-6H2O) والسلفيت (كلوريد البوتاسيوم KCl) والبوليهاليت (K2Ca2Mg [SO4]4-2H2O). هناك القليل من الطلب التجاري على معدن البوتاسيوم نفسه كعنصر حر، ويتم تحويل معظمه عن طريق الاحتراق المباشر في الهواء الجاف إلى فوق أكسيد البوتاسيوم (أو سوبر أكسيد البوتاسيوم) ذو الصيغة KO2، والذي يستخدم في معدات التنفس في العديد من المنشئات المغلقة التي لا تحتوي على منافذ الهواء، وذلك لأنه يحرر الأكسجين ويزيل ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء من الهواء المحيط عن طريق عملية بسيطة جداً حيث أنّه فوق أكسيد البوتاسيوم عبارة عن مادة صلبة صفراء تتكون من أيونات البوتاسيوم الموجبة +K و أيونات الأوكسجين السالبة O2-.

ويمكن أيضًا تشكيلها بواسطة أكسدة ملغمة (هي خليط مؤلف من الزئبق ومعدن منحل فيه كالبوتاسيوم) بالهواء الجاف أو الأكسجين. يستعمل فوق أكسيد البوتاسيوم غالباً في مراكب الفضاء والغواصات بسبب قدرته على الارتباط مع بخار الماء وثاني أكسيد الكربون الموجود في الجو ويطلق بالمقابل الأوكسجين في الوسط بشكل غازي ويتشكل بيكربونات البوتاسيوم بشكل صلب عن طريق المعادلة التالية:

4KO2 + 4CO2 + 2H2O → 4KHCO3 + 3O2

أكمل القراءة

48 مشاهدة

0

هل لديك إجابة على "كيف يستخدم سوبر أكسيد البوتاسيوم في تنقية جو الغواصات"؟