Надпероксид калия

Надперокси́д ка́лия (диоксид калия, супероксид калия; KO2) — неорганическое соединение жёлтого цвета, которое образуется в результате сгорания расплавленного калия в чистом кислороде. Используется наряду с надпероксидом натрия во многих системах жизнеобеспечения, в кислородных масках на пассажирских самолётах, а также в изолирующих противогазах. Молекулярный вес 71,10. Температура плавления при нормальном атмосферном давлении , в вакууме () . Гигроскопичен, поглощает из воздуха водяные пары и углекислый газ, выделяет кислород, реагируя с углекислым газом. Реагирует с водой и этанолом. Плотность . Реакция с водой очень бурная, экзотермическая, может происходить со взрывом, поэтому недопустим контакт вещества или изделий, содержащих его (регенеративные патроны) с водой.

Получение 
Простой способ получения состоит в сгорании калия в чистом кислороде:
 
При этом продукт загрязнён примесью K2O2.

К экзотическим можно отнести способ окисления кислородом раствора калия в жидком аммиаке при :
 
при этом состав зависит от температуры проведения реакции — чем она выше, тем большая степень окисления.

Физические свойства 
Оранжево-жёлтые кристаллы , упаковка типа CaC2.

Температура плавления 535 °C под избыточным давлением кислорода.

Раньше надпероксиду калия приписывали формулу K2O4, однако рентгенографические исследования структуры показали, что вещество состоит из ионов K+ и O, что соответствует формуле KO2.

Химические свойства 
Надпероксид калия неустойчив и при нагревании в вакууме отщепляет кислород:
 

Вода разлагает надпероксид калия с выделением кислорода:
 

Разбавленные кислоты разлагают надпероксид калия на пероксид водорода и кислород:
 

С концентрированной серной кислотой выделяется озон:
 

Надпероксид калия является сильным окислителем:
 
 

Наиболее важной, в практическом применении, является реакция с углекислым газом:
 
Эта реакция используется в изолирующих противогазах для очистки выдыхаемого воздуха.

С помощью краун-эфиров надпероксид калия удалось растворить в органических растворителях и использовать для окисления органических веществ.

Применение

Промышленность 
Надпероксид калия используется в химической промышленности как мощный окислитель, а также для удаления следов углекислого газа CO2 и воды H2O.

Космонавтика и системы жизнеобеспечения 
Надпероксид калия применяется в российской космонавтике в качестве источника кислорода и поглотителя углекислого газа. В частности он применяется на российских космических кораблях «Союз» и в специальных костюмах для выхода в открытый космос. Используется также в средствах химзащиты для автономной генерации кислорода и во многих системах жизнеобеспечения (например, в аппаратах для глубоководного погружения, шахтных самоспасателях). Килограмм надпероксида калия может поглотить 0,309 кг CO2 с выделением 0,38 кг кислорода.

Подводные лодки 
Также применяется в качестве резервного источника кислорода и поглотителя углекислого газа на подлодках и субмаринах (например, на минисубмарине «Приз»).

Биология 
В результате реакции надпероксида калия с водой выделяется кислород. Однако промежуточным продуктом этой реакции в воде является супероксидный радикал — начальный компонент клеточного оксидативного стресса, поэтому надпероксид калия может использоваться в качестве неферментативного источника надпероксида (в отличие от ферментативного образования надпероксида, катализируемого, например ксантиноксидазой) для модельного оксидативного стресса.

См. также 
 Калий
 Оксид калия
 Пероксид калия
 Озонид калия
 Кислород

Ссылки 
 Superoxide chemistry by Donald T.Sawyer
 Статья: Реакция супероксида калия с морской водой
 Супероксид калия: плавление

Примечания 

Оксиды калия
Калия