Chlorid draselný

Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox - chemická sloučenina Chlorid draselný (chemický vzorec KCl) je anorganická sloučenina, sůl tvořená draslíkem a chlórem. V čisté formě je to bílá krystalická látka bez zápachu se slanou chutí. V přírodě se vyskytuje jako minerál sylvín a je také součástí sylvinitu (směs sylvínu a halitu). Jedná se o průmyslově i biologicky velmi významnou látku, která nachází uplatnění především jako draselné hnojivo, v lékařství, potravinářství a v chemickém průmyslu.

Strukturou je velmi podobný chloridu sodnému (kuchyňské soli) a má i podobné vlastnosti. Je dobře rozpustný ve vodě a jeho roztoky mají neutrální pH.

📜 Historie a výskyt

Chlorid draselný byl znám již v dávných dobách, i když nebyl chemicky identifikován. Získával se z popela rostlin (odtud název potaš pro uhličitan draselný a další draselné soli). Jako samostatná chemická sloučenina byl izolován a popsán v období rozvoje moderní chemie na přelomu 18. a 19. století.

V přírodě se chlorid draselný vyskytuje v několika formách:

Sylvín: Je to minerální forma čistého KCl. Tvoří krystaly v krychlové soustavě, často v kombinaci s halitem.
Sylvinit: Jedná se o horninu, která je mechanickou směsí sylvínu (KCl) a halitu (NaCl). Je to nejdůležitější zdroj pro průmyslovou výrobu draslíku a jeho sloučenin.
Karnalit: Podvojná sůl, hydratovaný chlorid draselno-hořečnatý (KMgCl₃·6H₂O), která je dalším významným zdrojem draslíku.
Mořská voda: Chlorid draselný je přirozeně přítomen v mořské vodě, i když v mnohem nižší koncentraci než chlorid sodný.

Obrovská ložiska draselných solí se nacházejí v oblastech, kde v geologické minulosti došlo k odpaření velkých vnitrozemských moří. Největší světová ložiska a producenti se nacházejí v Kanadě (zejména v provincii Saskatchewan), Rusku (Ural), Bělorusku a Německu.

⚙️ Vlastnosti

🔬 Fyzikální vlastnosti

Chlorid draselný je bílá krystalická látka, někdy s nádechem do růžova či červena způsobeným příměsemi oxidů železa v přírodních minerálech. Krystalizuje v krychlové soustavě, konkrétně ve struktuře chloridu sodného (NaCl), kde je každý iont obklopen šesti ionty s opačným nábojem v oktaedrické koordinaci.

Je dobře rozpustný ve vodě; jeho rozpustnost s rostoucí teplotou výrazně stoupá. Při rozpuštění ve vodě dochází k mírnému ochlazení roztoku, což je endotermický děj. Vodné roztoky KCl jsou dobrými vodiči elektrického proudu díky disociaci na volně pohyblivé ionty K⁺ a Cl⁻.

🧪 Chemické vlastnosti

Jako typická iontová sloučenina je chlorid draselný v pevném stavu relativně stabilní a nereaktivní. V roztoku se chová jako sůl silné kyseliny (HCl) a silného hydroxidu (KOH), proto jsou jeho vodné roztoky neutrální.

Může podléhat podvojným záměnám, například s dusičnanem stříbrným (AgNO₃) tvoří bílou sraženinu chloridu stříbrného (AgCl):

KCl (aq) + AgNO₃ (aq) → AgCl (s) + KNO₃ (aq)

Tavenina chloridu draselného může být použita k výrobě kovového draslíku pomocí elektrolýzy, i když v praxi se častěji používá redukce sodíkem:

KCl (l) + Na (l) ⇌ NaCl (l) + K (g)

🏭 Výroba

Průmyslová výroba chloridu draselného je založena téměř výhradně na těžbě draselných solí. Hlavní surovina je sylvinit. Proces oddělení KCl od NaCl využívá rozdílné rozpustnosti obou solí při různých teplotách.

1. Těžba: Surovina (sylvinit) se těží v hlubinných dolech. 2. Mletí: Vytěžená hornina se drtí a mele na jemný prášek. 3. Flotace: Nejběžnější metoda separace. Rozemletá surovina se smíchá s vodou a flotačními činidly, která se selektivně vážou na povrch krystalů KCl. Vháněním vzduchu do suspenze vzniká pěna, na kterou se nabalí částice KCl a je sbírána z povrchu. Halit zůstává na dně. 4. Krystalizace: Alternativní metoda využívá faktu, že rozpustnost KCl ve vodě roste s teplotou mnohem rychleji než rozpustnost NaCl. Surovina se rozpustí v horkém solném roztoku. Při následném ochlazení roztoku krystalizuje relativně čistý KCl, zatímco většina NaCl zůstává v roztoku. 5. Sušení a granulace: Získaný chlorid draselný se suší a často granuluje pro snadnější manipulaci a aplikaci, zejména v zemědělství.

🌍 Využití

Chlorid draselný má široké spektrum využití, přičemž více než 90 % světové produkce směřuje do zemědělství.

🌱 Zemědělství

Nejdůležitější použití KCl je jako draselné hnojivo, často označované jako potaš. Draslík je jedním ze tří základních makroživin pro rostliny (spolu s dusíkem a fosforem – NPK). Je nezbytný pro:

Aktivaci enzymů
Regulaci vodního režimu rostlin (otevírání a zavírání průduchů)
Syntézu bílkovin a sacharidů
Zvýšení odolnosti vůči chorobám, škůdcům a stresu (např. suchu nebo mrazu)
Zlepšení kvality plodů (velikost, chuť, skladovatelnost)

Aplikuje se buď přímo, nebo jako součást vícesložkových hnojiv.

⚕️ Lékařství a farmacie

V lékařství se KCl používá k léčbě a prevenci hypokalémie – nízké hladiny draslíku v krvi. Tento stav může být způsoben například užíváním některých diuretik, zvracením nebo průjmem. Podává se perorálně (tablety, roztoky) nebo v akutních případech intravenózně jako pomalá infuze. Je součástí mnoha infuzních roztoků pro udržení rovnováhy elektrolytů.

Vysoká koncentrace KCl podaná rychle intravenózně je však smrtelná, protože způsobí srdeční zástavu. Z tohoto důvodu je součástí smrtící injekce používané při popravách v některých zemích.

🍲 Potravinářství

Chlorid draselný je schválená potravinářská přídatná látka s označením E508. Používá se jako:

Náhražka kuchyňské soli: Pro lidi, kteří potřebují omezit příjem sodíku (např. při vysokém krevním tlaku). Často se prodává ve směsi s NaCl, aby se zmírnila jeho mírně nahořklá pachuť.
Stabilizátor a zpevňující látka: V některých potravinách pomáhá udržovat texturu.
Látka zvýrazňující chuť a vůni.

⚛️ Průmysl a věda

Chemická surovina: Je výchozí látkou pro výrobu dalších draselných sloučenin, především hydroxidu draselného (KOH) elektrolýzou vodného roztoku.
Změkčování vody: Používá se jako regenerační sůl v iontoměničích pro změkčování vody jako alternativa k NaCl, čímž se do upravené vody neuvolňuje sodík.
Metalurgie: Působí jako tavidlo při svařování a pájení hliníku.
Optika: Velké monokrystaly KCl jsou průhledné pro infračervené záření, a proto se používají k výrobě oken a čoček pro IR spektroskopii.
Kalibrační standard: Přírodní draslík obsahuje malé množství radioaktivního izotopu draslík-40 (⁴⁰K). Díky tomu se KCl používá jako snadno dostupný a bezpečný standard pro kalibraci detektorů ionizujícího záření.

☣️ Biologický význam a toxicita

Ionty draslíku (K⁺) jsou naprosto nezbytné pro život všech buněk. V těle hrají klíčovou roli v:

Nervovém vzruchu: Udržování klidového membránového potenciálu a šíření akčních potenciálů v neuronech.
Svalové kontrakci: Správná funkce kosterního, hladkého i srdečního svalstva.
Srdeční činnosti: Udržování normálního srdečního rytmu.
Udržování rovnováhy tekutin a elektrolytů.

Normální hladina draslíku v krvi (kalémie) je přísně regulována. Odchylky mohou být život ohrožující:

Hypokalémie: Nízká hladina draslíku.
Hyperkalémie: Vysoká hladina draslíku. Může vést k poruchám srdečního rytmu až k srdeční zástavě.

Při perorálním požití je chlorid draselný pro zdravého člověka s funkčními ledvinami relativně málo toxický, protože tělo dokáže přebytečný draslík účinně vyloučit. Smrtelná dávka (LD₅₀) pro krysy je přibližně 2,6 g/kg tělesné hmotnosti. U lidí může požití velkého množství najednou způsobit vážné gastrointestinální potíže a hyperkalémii. Nebezpečí představuje zejména pro osoby s poruchou funkce ledvin.

🧑‍🔬 Vysvětlení pro laiky

Představte si chlorid draselný jako blízkého příbuzného běžné kuchyňské soli (chlorid sodný). Vypadá podobně, je slaný, ale místo sodíku obsahuje draslík. Tento malý rozdíl je obrovsky důležitý.

Pro tělo: Draslík je klíčový "elektrikář" našeho těla. Pomáhá nervům posílat signály a svalům (včetně srdce) správně pracovat. Proto se KCl v malých dávkách používá v lékařství k doplnění draslíku, když ho máme málo. Naopak ve velké dávce podané do žíly dokáže srdce zastavit.
Pro rostliny: Pro rostliny je draslík jako vitamín pro sílu a odolnost. Pomáhá jim hospodařit s vodou, bránit se nemocem a vytvářet kvalitní plody. Proto je chlorid draselný nejpoužívanějším draselným hnojivem na světě.
V kuchyni: Používá se jako "zdravější" sůl pro lidi, kteří si musí hlídat příjem sodíku kvůli krevnímu tlaku.

Jednoduše řečeno, je to základní chemikálie, která hnojí pole, léčí lidi a nachází se i v některých potravinách.

Šablona:Aktualizováno