인산 칼륨 (K3PO4) : 구조, 특성, 용도 - 화학 - 2026

칼륨 인산염 무기 화합물 세 칼륨 이온 K 이루어져있다 ⁺ 및 인산 이온 PO ₄ ^3- . 그것의 화학식은 K ₃ PO ₄ 입니다. 무색 또는 백색 결정질 고체입니다. 그것은 많은 OH 이온 인 알칼리 용액, 형성 물에 잘 용해된다 ^- 따라서, 염기성 pH를.

인산염 이온은 에너지 저장과 관련된 세포에서 중요한 기능을합니다. 인산 칼륨은 염기로 작용할 수있는 유기 화학 반응, 즉 H ⁺ 양성자를 취하는 데 널리 사용됩니다 . 또한 일부 반응에 대한 촉매 또는 촉진제 역할을 할 수 있습니다.

고체 칼륨 K ₃ PO ₄ 인산염 . Chinese Wikipedia의 Xavier13540. 출처 : Wikimedia Commons.

밀 식물에 대한 특정 곤충의 공격을 줄이는 데 사용되었습니다. 그러나 벼 미생물 배양에서 온실 가스 인 메탄 (CH ₄ ) 의 진화에 유리한 것으로 관찰되었습니다 .

완하제로 사용되어 국소 마취 기간을 늘리고 충치를 막고 표면 코팅을 도와줍니다.

구조

인산 칼륨은 3 개의 K ⁺ 칼륨 양이온 과 PO ₄ ^3- 인산 음이온으로 구성 됩니다.

인산 이온 PO ₄ ^3- 는 1 개의 인 원자 (P)와 4 개의 산소 원자 (O)로 구성되며, 여기서 인의 산화 상태는 +5이고 산소의 원자가는 -2입니다.

인산 칼륨 K ₃ PO _4의 구조 . 에드가 181. 출처 : Wikimedia Commons.

명명법

• 인산 칼륨
• 인산 삼 칼륨
• 제 3 인산 칼륨
• 오르토 인산 트리 포타슘

속성

몸 상태

무색 또는 백색 결정 성 고체.

분자 무게

212.27g / 몰

녹는 점

1340ºC

밀도

2,564g / cm ³

용해도

물에 잘 용해 됨 : 25 ° C에서 106g / 100g의 물. 에탄올에 불용성.

pH

1 % K ₃ PO ₄ 용액의 pH는 11.5-12.3입니다.

화학적 특성

물에 용해되면 인산 칼륨은 3 개의 칼륨 양이온 K ⁺ 및 인산 음이온 PO ₄ ^{3-로 분리} 됩니다. 인산 음이온은 물에서 양성자를 취하고 인산 수소 음이온 HPO ₄ ^{2-가 형성} 됩니다. 차례로 후자는 물에서 다른 양성자를 취하고 인산 음이온이된다 H ₂ PO ₄ ^- .

PO ₄ ^3- + H ₂ O ⇔ HPO ₄ ^2- + OH-

HPO ₄ ² + H ₂ O ⇔ H ₂ PO ₄ ^- + OH ^-

OH 이온이 형성되기 때문에 ^- 수용액은 알칼리성이된다.

기타 속성

무수 형태 (물 없음) 외에도 여러 가지 수화 형태가 있습니다. 이것은 K ₃ PO ₄ 분자 가 결정 구조 내에서 하나 이상의 물 분자를 동반 할 수 있음을 의미합니다 .

이러한 이유로, 예를 들어 일 수화물 K ₃ PO ₄ .H ₂ O, 삼수화물 K ₃ PO ₄ .3H ₂ O, 7 수화물 및 비 수화물 일 수있다.

인체에서 인산염의 역할

인산 이온 PO ₄ ^3- 는 세포 내부에서 가장 풍부한 음이온이며 에너지 저장에 중요한 역할을합니다.

인산 이온은 또한 혈청의 칼슘 농도와 세포의 수많은 에너지 전달 반응을 조절하기 때문에 뼈와 치아의 형성 및 영양 활동에 참여합니다.

구하기

인산 칼륨은 염화칼륨 KCl과 인산 암모늄 (NH ₄ ) ₃ PO ₄ 의 반응에서 시작하여 얻을 수 있습니다 .

염화 칼륨 + 인산 암모늄 → 인산 칼륨 + 염화 암모늄

3 KCl + (NH ₄ ) ₃ PO ₄ → K ₃ PO ₄ + 3 NH ₄ Cl

응용

유기 화학 반응의 기초

인산 칼륨 K ₃ PO ₄ 는 다양한 유기 화학 반응에 사용되었습니다. 예를 들어, 디 브롬화 화합물에서 시작하는 아세틸렌 합성에 사용됩니다.

이 합성에서 dehydrobromination는 (수소 및 브롬의 제거), 발생 무수 고체 K ₃ PO ₄ (물없이)는 부드러운베이스 역할을하고, 분자에서 두 개의 양성자를 얻어, 두 개의 브롬 원자가 제거되고이 상응하는 아세틸렌.

C ₆ H ₅ -CHBr-CH ₂ Br + 2 K ₃ PO ₄ → C ₆ H ₅ -C≡CH + 2 KBr + 2 K ₂ HPO ₄

저자 : Clker-Free-Vector-Images. 출처 : Pixabay.

촉매제로서

K ₃ PO ₄ 는 다양한 유기 화학 반응에서 촉매 역할을합니다. 예를 들어, 사용한 튀김유에서 바이오 디젤을 얻기 위해 고체로 사용되었습니다.

바이오 디젤은 디젤과 유사한 연료이지만 사용 여부에 관계없이 천연 지방이나 오일에서 얻습니다.

인산 칼륨, 인산 나트륨, 나트륨보다 반응의 촉매 또는 촉진제로서 더욱 효과적 ₃ PO ₄ , 칼슘 산화물의 CaO.

농업에서

K ₃ PO ₄ 는 밀 식물을 처리하고 특정 해충에 대한 내성을 만드는 데 사용되었습니다.

밀 식물은 K ₃ PO ₄ 로 처리 하여 일부 유형의 곤충에 내성을 가질 수 있습니다 . 저자 : Hans Braxmeier. 출처 : Pixabay.

일부 연구자들은 밀 묘목을 인산 칼륨으로 처리했고,이 식물을 공격하는 곤충 인 진딧물 디 우라 피스 녹 시아 (Diuraphis noxia)에 대한 저항성을 유도한다는 사실이 밝혀졌습니다.

묘목에 K ₃ PO ₄ 희석 용액을 적용한 후 , 이들 곤충에 의한 증상의 덜 심각하고 그들에게 먹이를주는 진딧물 수의 감소가 관찰되었습니다.

저자 : Hans Braxmeier. 출처 : Pixabay.

의료 분야에서

인산 칼륨은 국소 마취제 인 리도카인의 마취 효과를 수정하는 데 사용되었습니다. 국소 마취제는 신체 부위에 바르면 해당 부위의 통증에 대한 민감성을 상실하는 약물입니다.

K ₃ PO ₄ 는 리도카인의 국소 마취를 연장시키는 것으로 밝혀졌습니다 .

완하제로

인산 칼륨은 장내 수분을 유지하는 데 도움이되므로 장내 근육 수축을 간접적으로 유도하므로 장 내용물의 유동성을 증가시킵니다.

수의학에서

K ₃ PO ₄ 는 당뇨병 성 케톤 산증 (당뇨병 합병증)이있는 동물에서 저인 산혈증 (혈액 내 인산염 함량이 낮음)을 치료하는 데 사용됩니다.

그러나 과량 투여하면 저 칼슘 혈증 (혈중 칼슘 부족), 고인 산혈증 (혈액 내 과다 인산염), 근육의 불수의 적 수축, 연조직의 무기질화 및 신부전을 유발할 수 있습니다.

당뇨병 성 산증이있는 개는 인산 칼륨으로 치료할 수 있습니다. 저자 : David Mark. 출처 : Pixabay.

DNA 획득

인산 칼륨은 유전학 실험실에서 DNA를 정제하기위한 완충액으로 사용되었습니다.

DNA는 세포에서 발견되는 단백질이며 생명체의 발달과 기능에 필요한 모든 유전 정보를 포함하고 있습니다.

DNA를 분리함으로써 과학자들은 유전 된 형질이 어떻게 전달되는지 연구하는 데, 이것이 인산 칼륨이 매우 도움이되는 이유입니다.

DNA 분자 그리기. 저자 : PublicDomainPictures. 출처 : Pixabay.

다양한 애플리케이션에서

인산 칼륨 K ₃ PO _4의 역할 :

• 식이 보충제로
• 전해질 교체를 위해
• 화학 OH의 레벨을 제어하는 시스템으로서 허용된다 버퍼 등 ^- 또는 수소 H ⁺ 이온 수용액에,
• 충치를 늦추거나 억제하기 위해
• 부식 방지제 및 방오 제로서,
• 표면 처리제 및 코팅제로서,
• 부동액으로,
• 청소 제품에서.

부식 된 파이프. K ₃ PO ₄ 는 일부 산업 또는 공정의 파이프에서 부식을 방지 할 수 있습니다. 저자 : Michael Gaida. 출처 : Pixabay.

농업에 사용하기위한 부정적인 측면

특정 연구자들은 쌀 미생물 배양에 K ₃ PO ₄ 를 첨가하면 메탄 (CH ₄ )이 대기로 배출되는 것을 증가 시킨다는 사실을 발견했습니다 . 메탄은 온실 효과에 기여하고 지구의 온도를 높이는 가스입니다.

참고 문헌

1. 미국 국립 의학 도서관. (2019). 인산 칼륨. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov에서 복구되었습니다.
2. Panciera, DL (2012). 내분비 및 대사 장애의 수액 요법. 인 보충. 작은 동물 진료의 체액, 전해질 및 산-염기 장애 (제 4 판). sciencedirect.com에서 복구되었습니다.
3. Shenawi-Khalil, S. et al. (2012). 상 이동 조건 하에서 고체 무수 인산 칼륨을 염기로 사용하여 탈수 소화를 통한 아세틸렌 합성. Tetrahedron Letters, Volume 53, Issue 18, 2012, Pages 2295-2297. sciencedirect.com에서 복구되었습니다.
4. Guan, G. et al. (2009). 폐 식용유에서 바이오 디젤 생산을위한 고체 촉매로서 인산 3 칼륨. Fuel Processing Technology, Volume 90, Issue 4, 2009, Pages 520-524. sciencedirect.com에서 복구되었습니다.
5. 매사추세츠 주 쿨 카미 (2012). 인산 칼륨을 촉매로 사용하여 α- 하이드 록시 포스 포 네이트의 신속하고 용매가없는 합성을위한 기계적 접근 방식. Comptes Rendus Chimie, Vol 16, Issue 2, 2013, 페이지 148-152. sciencedirect.com에서 복구되었습니다.
6. Venter, E. et al. (2014). 인산 칼륨은 밀에서 러시아 밀 진딧물 (Diuraphis noxia, Homoptera : Aphididae)에 대한 내성을 유도합니다. 작물 보호 Vol 61, 2014 년 7 월, 페이지 43-50. sciencedirect.com에서 복구되었습니다.
7. Bonturi, N. et al. (2013). 중화 된 용 해물로부터 플라스미드 DNA의 소수성 및 방향족 친 오성 크로마토 그래피 정제에서 대체 흡착 완충액으로 구연산 나트륨 및 인산 칼륨. Journal of Chromatography B, Volumes 919-920, 2013, 67-74 페이지. sciencedirect.com에서 복구되었습니다.
8. Conrad, R. 및 Klose, M. (2005). 인산 칼륨 비료 가 벼 소우주에서 메탄의 생산 및 방출과 ¹³ C- 안정 동위 원소 조성에 미치는 영향 . Soil Biology and Biochemistry, Vol 37, Issue 11, 2005, Pages 2099-2108. sciencedirect.com에서 복구되었습니다.
9. Lide, DR (편집자) (2003). CRC 화학 및 물리학 핸드북. 85 ^번째 CRC Press.
10. Smokefoot. (2019). 인산 삼 칼륨. en.wikipedia.org에서 복구