Acetato de potasio, como un compuesto químico esencial, encuentra amplias aplicaciones en laboratorios y producción industrial. Su preparación involucra principios de reacciones químicas y habilidades prácticas, que son cruciales tanto para aprender química como para desarrollar habilidades prácticas. Este artículo profundizará en los métodos y pasos para hacer acetato de potasio, proporcionando instrucciones detalladas para ayudar a los lectores a entender el proceso y las condiciones de las reacciones químicas.
?Qué es el acetato de potasio?
El acetato de potasio, conocido como un deshielo efectivo, puede sustituir al cloruro de sodio, magnesio y calcio. Tiene efectos corrosivos mínimos en el suelo, metales, concreto y hormigón armado. El acetato de potasio es seguro para humanos y animales, lo que lo convierte en el agente de deshielo más rentable y eficiente, ampliamente utilizado para prevenir la formación de hielo en las pistas de los aeropuertos.
El método de producción conocido del acetato de potasio implica reaccionar solución de hidróxido de potasio con ácido acético. La solución de hidróxido de potasio se vierte en ácido acético, manteniendo el pH del medio entre 8.3 y 8.6 a una temperatura que no exceda los 75°C. Luego, la solución se trata con carbón activado, se filtra y se cristaliza en presencia de ácido tartárico, en una cantidad de 0.005-0.025 en peso. Sin embargo, la desventaja de este método radica en la reacción inicial no controlada debido a la reacción exotérmica, lo que conduce a una reducción del rendimiento del producto.
Dada la significativa demanda global de acetato de potasio, encontrar métodos de producción nuevos y mejorados es una cuestión urgente.
?Cuál es la materia prima del acetato de potasio?
La estructura química del acetato de potasio es simple, y puede prepararse fácilmente a través de una simple reacción de neutralización ácido-base. Las materias primas que se pueden utilizar para preparar acetato de potasio incluyen hidróxido de potasio, carbonato de potasio y bicarbonato de potasio, todos los cuales reaccionan directamente con ácido acético para producir acetato de potasio.
Cómo hacer acetato de potasio: Guía paso a paso
?Cómo hacer acetato de potasio? Usando ácido acético glacial en exceso como disolvente, agregue hidróxido de potasio directamente para iniciar la reacción. El acetato de potasio precipita de la mezcla reaccionante cuando la temperatura desciende a temperatura ambiente, seguido de la refinación del producto precipitado mediante reflujo en etanol anhidro. El producto refinado se seca y muele para obtener polvo de acetato de potasio. Este método es rentable, con bajo consumo de energía y alta calidad de producto.
Los pasos específicos incluyen agregar 3 kg de ácido acético glacial a un matraz de cuatro cuellos de 5 litros, agitar uniformemente y agregar gradualmente 1 kg de hidróxido de potasio en escamas. Una vez que comienza la reacción, la mezcla reaccionante se calienta rápidamente y luego se enfría naturalmente a 26°C, lo que resulta en una gran cantidad de precipitado sólido blanco. Después de la separación centrífuga, el sólido blanco se somete a reflujo en 2 litros de etanol anhidro, con agitación continua durante 1 hora hasta que la temperatura desciende a 28°C, seguido de una nueva separación centrífuga. El sólido obtenido se somete a un nuevo reflujo en 2 litros de etanol anhidro, con agitación continua durante 1 hora, y luego se enfría a 26°C antes de una nueva separación centrífuga. Finalmente, el sólido se seca en un horno a 150°C durante 8 horas para obtener acetato de potasio. El polvo de acetato de potasio seco se muele, resultando en 1028 gramos de polvo de acetato de potasio (rendimiento del 58.8%, contenido de sodio 0.02%).
?Cómo se seca el acetato de potasio?
Hay dos métodos comunes para secar el acetato de potasio:
(1) Recristalización:
Disuelva el acetato de potasio en agua caliente (cerca del punto de ebullición) hasta que la solución esté saturada.
Filtre la solución para eliminar cualquier impureza.
Enfríe el filtrado a temperatura ambiente.
Los cristales de acetato de potasio precipitarán de la solución.
Filtre los cristales y lave con agua fría.
Seque los cristales en un desecador hasta obtener un peso constante.
(2) Secado por pulverización:
Rocíe la solución de acetato de potasio en una fina niebla.
Rocíe la niebla en una cámara de aire caliente.
El solvente se evapora rápidamente, dejando polvo seco de acetato de potasio.
La elección entre estos métodos depende de sus necesidades específicas. Si se requiere acetato de potasio de alta pureza, la recristalización es la mejor opción. Si se necesita un secado rápido de una gran cantidad de acetato de potasio, la pulverización es preferible. Aquí hay algunos consejos adicionales para secar el acetato de potasio:
El uso de un secador al vacío puede reducir la temperatura de secado, reduciendo así el riesgo de descomposición del acetato de potasio. Durante el proceso de secado, el acetato de potasio expuesto al aire absorberá humedad, así que asegúrese de almacenarlo en recipientes herméticos.
?Cómo se prepara la solución madre de acetato de potasio?
Una solución madre es una solución preparada y almacenada en grandes cantidades en el laboratorio, de la cual las personas que necesitan la solución pueden tomar una cierta cantidad y preparar la solución de trabajo requerida.
(1) 8M de Acetato de Potasio:
Disuelva 78.5 gramos de acetato de potasio (peso molecular = 98.14) en 80 mL de agua. Agregue H2O para hacer el volumen total de la solución 100 mL. Filtre y esterilice mediante un filtro de 0.22 μm. Almacene a temperatura ambiente indefinidamente.
(2) 5 M de Acetato de Potasio:
Para preparar una solución madre de acetato de potasio al 5 M, mida 49.07 g de acetato de potasio y disuélvalo en 70 mL de agua destilada. Cuando todo el acetato de potasio esté completamente disuelto, ajuste el volumen de la solución a 100 mL. Esterilice la solución original en un autoclave durante 15 minutos y podrá utilizarla para sus experimentos de laboratorio.
Otro método de laboratorio para preparar esta solución es disolver 294.42 g de acetato de potasio en 100 mL de agua. Ahora agregue ácido acético glacial para ajustar el pH de la solución a 4.6. Alrededor del 40 al 50% del volumen total debe ser de ácido acético glacial. Una vez que su pH esté ajustado, ajuste el volumen a 1 litro (suponiendo que 1 litro sea su volumen final). Para preparar soluciones precisas, sus mediciones deben ser precisas y debe ajustar adecuadamente el pH de la solución.
Precauciones de seguridad y manipulación
El acetato de potasio generalmente se considera una sustancia segura, pero es mejor manipular sustancias químicas con precaución. Aquí hay algunas precauciones de seguridad a tener en cuenta al trabajar con acetato de potasio:
Use equipo de protección personal, incluyendo gafas de seguridad, guantes y bata de laboratorio.
Trabaje en un área bien ventilada para evitar la inhalación de polvo o vapores de acetato de potasio.
Evite el contacto con la piel y los ojos. El acetato de potasio puede irritar la piel y los ojos. Si el acetato de potasio entra en contacto con su piel o sus ojos, enjuague el área con agua durante al menos 15 minutos.
No coma ni beba alrededor del acetato de potasio. Esto podría provocar una ingestión accidental.
Lávese bien las manos después de manipular acetato de potasio.
Aquí hay algunos consejos adicionales para manipular acetato de potasio: Almacene el acetato de potasio en un lugar fresco, seco; Mantenga el acetato de potasio alejado de sustancias incompatibles como ácidos fuertes y oxidantes; Etiquete claramente los recipientes de acetato de potasio. Si tiene alguna preocupación sobre la manipulación del acetato de potasio, consulte la Hoja de Datos de Seguridad (HDS) o a un profesional calificado. La HDS proporciona información detallada sobre los peligros potenciales de una sustancia química y cómo manipularla de manera segura.
Conclusión
A través de los pasos detallados y los procedimientos experimentales en este artículo, hemos explorado los métodos y operaciones prácticas para hacer acetato de potasio. El acetato de potasio, como un compuesto químico importante, tiene amplias aplicaciones en laboratorios y producción industrial. El proceso de preparación del acetato de potasio no solo nos familiariza con los procedimientos de los experimentos químicos, sino que también mejora nuestra comprensión de las reacciones químicas y las propiedades de las sustancias químicas. Se espera que a través del estudio de este artículo, los lectores obtengan una comprensión más profunda de la preparación del acetato de potasio y adquieran más experiencia y habilidades en operaciones experimentales.
Referencias:
[1] https://cshprotocols.cshlp.org/content/2006/1/pdb.rec10291
[2] https://haveylab.horticulture.wisc.edu/wp-content/uploads/sites/66/2016/05/Stock-solutions.pdf
[3] https://depts.washington.edu/younglab/MediaSolutions%28htm%29/stocks.htm
[4] https://www.vedantu.com/chemistry/potassium-acetate
[5] Wuxi Yangshan Biochemical Co., Ltd. Un equipo de secado para la producción de acetato de potasio. 2020-12-01.
[6] Liaoning Yaolian Pharmaceutical Co., Ltd. Un método de preparación de acetato de potasio. 2017-12-05.
[7] https://patents.google.com/patent/RU2605695C1/en
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