Hidróxido de potasio

Estructura

A temperaturas más altas, el KOH sólido cristaliza con la estructura cristalina del cloruro sódico (NaCl). Los grupos OH−
se desordenan de forma rápida y aleatoria, por lo que se convierten efectivamente en iones esféricos de 1,53 Å de radio (entre Cl−
y F−
de tamaño). A temperatura ambiente, los grupos OH−
se ordenan y el entorno alrededor de los centros K+
se distorsiona, con distancias K⁺−OH⁻ que oscilan entre 2,69 y 3,15 Å, dependiendo de la orientación del grupo OH−
. El KOH forma una serie de hidratos cristalinos: el monohidrato ${\displaystyle {\ce {KOH * (H2O)}}}$, el dihidrato ${\displaystyle {\ce {KOH * 2(H2O)}}}$y el tetrahidrato ${\displaystyle {\ce {KOH * 4(H2O)}}}$.

Solubilidad y propiedades desecantes

A temperatura ambiente, aproximadamente 112 g de KOH se disuelven en 100 ml de agua, en contraste con los 100 g/100 ml del NaOH. Por lo tanto, en términos molares, el KOH es ligeramente más soluble que el NaOH. Los alcoholes de menor peso molecular como el metanol, el etanol y el propanol también son excelentes disolventes. Estos participan en un equilibrio ácido-base. En el caso del metanol se forma metóxido de potasio (metilato):^[8]

${\displaystyle {\ce {KOH + CH3OH -> CH3OK + H2O}}}$

Debido a su alta afinidad por el agua, el KOH sirve como desecante en el laboratorio. A menudo se utiliza para secar disolventes básicos, especialmente aminas y piridinas.

Como nucleófilo en química orgánica

El KOH, como el NaOH, sirve como fuente de OH−
, un anión altamente nucleofílico que ataca enlaces polares tanto en materiales inorgánicos como orgánicos. El KOH acuoso saponifica los ésteres:

${\displaystyle {\ce {KOH + RCOOR' -> RCOOK + R'OH}}}$

Cuando R es una cadena larga, el producto se denomina jabón potásico. Esta reacción se manifiesta por la sensación "grasienta" que produce el KOH al tocarlo ya que las grasas de la piel se convierten rápidamente en jabón y glicerol.

El KOH fundido se utiliza para desplazar haluros y otros grupos salientes. Esta reacción es especialmente útil para obtener los fenoles correspondientes a partir de reactivos aromáticos.^[9]

Reacciones con compuestos inorgánicos

Complementariamente a su reactividad frente a los ácidos, el KOH ataca a los óxidos. Así, el SiO₂ es atacado por el KOH para dar silicatos potásicos solubles. El KOH reacciona con dióxido de carbono para dar bicarbonato potásico:

${\displaystyle {\ce {KOH + CO2 -> KHCO3}}}$

Catalizador para el proceso de gasificación hidrotérmica

En la industria, el KOH es un buen catalizador para el proceso de gasificación hidrotérmica. En este proceso, se utiliza para mejorar el rendimiento del gas y la cantidad de hidrógeno producido. Por ejemplo, en la producción de coque a partir de carbón se generan grandes cantidades de aguas residuales de coquización. Para tratarlas, se emplea agua supercrítica y se las convierte en gas de síntesis, que contiene monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrógeno y metano. Mediante adsorción por oscilación de presión se separan los distintos gases y, a continuación, se utiliza la tecnología «power-to-gas» para convertirlos en combustible.^[10]

Por otra parte, el proceso de gasificación hidrotérmica podría degradar otros residuos como los lodos de depuradora y los residuos de las fábricas de alimentos.

Precursor de otros compuestos de potasio

Muchas sales de potasio se preparan mediante reacciones de neutralización en las que interviene el KOH. Las sales de potasio del carbonato, el cianuro, el permanganato, el fosfato y diversos silicatos se obtienen tratando los óxidos o los ácidos con KOH.^[2]

La alta solubilidad del fosfato de potasio es deseable en los fertilizantes.

Fabricación de jabones blandos

La saponificación de las grasas con KOH se utiliza para preparar los correspondientes "jabones de potasio", que son más suaves que los jabones más comunes derivados del hidróxido de sodio. Debido a su mayor solubilidad y suavidad, los jabones potásicos requieren menos agua para licuarse y pueden contener más agente limpiador que los jabones sódicos licuados.^[6]

Como electrolito

El hidróxido de potasio acuoso se emplea como electrolito en las pilas alcalinas basadas en níquel-cadmio, níquel-hidrógeno y dióxido de manganeso-zinc. Se prefiere el hidróxido de potasio al de sodio porque sus soluciones son más conductoras.^[11] Las baterías de níquel-hidruro metálico del Toyota Prius utilizan una mezcla de hidróxido de potasio e hidróxido de sodio^[12] y las de níquel-hierro también emplean electrolito de hidróxido de potasio.

Industria alimentaria

En los productos alimenticios, el hidróxido de potasio actúa como espesante alimentario, agente de control del pH y estabilizador. La FDA lo considera generalmente seguro como ingrediente alimentario directo siempre que se utilice conforme a las buenas prácticas de fabricación.^[13] Se conoce en el sistema de número E como E525.

Aplicaciones especializadas

Al igual que el hidróxido de sodio, el hidróxido de potasio atrae numerosas aplicaciones especializadas, prácticamente todas ellas basadas en sus propiedades como base química fuerte con su consiguiente capacidad para degradar muchos materiales. Por ejemplo, en un proceso conocido como "cremación química" o "resomación", el hidróxido de potasio acelera la descomposición de los tejidos blandos de origen animal o humano, dejando sólo los huesos y otros tejidos duros.^[14] Los entomólogos que deseen estudiar la estructura fina de la anatomía de los insectos pueden utilizar una solución acuosa de KOH al 10% para llevar a cabo este proceso.^[15]

En la síntesis química, la elección entre el uso de KOH y NaOH se basa en la solubilidad o la calidad de conservación de la sal resultante.

Las propiedades corrosivas del hidróxido de potasio lo convierten en un ingrediente útil en productos de limpieza y desinfección de superficies y materiales que pueden resistir la corrosión por KOH.^[16]

El KOH también se utiliza para fabricar chips semiconductores (por ejemplo, en el grabado húmedo anisotrópico).

El hidróxido de potasio suele ser el principal ingrediente activo de los eliminadores de cutículas químicos que se utilizan en los tratamientos de manicura.

Debido a que las bases agresivas, como el KOH, dañan la cutícula del tallo del pelo, el hidróxido de potasio se utiliza para ayudar a eliminar el pelo de las pieles de los animales durante el proceso de curtido. Para ello, se sumergen durante varias horas en una solución de KOH y agua. Así se preparan para la etapa de depilación del proceso de curtido. Este mismo efecto también se utiliza para debilitar el cabello humano antes del afeitado. Algunos productos previos al afeitado y algunas cremas de afeitar contienen hidróxido de potasio para forzar la apertura de la cutícula del pelo y actuar como agentes higroscópicos que atraen y fuerzan la entrada de agua en el tallo capilar, lo que provoca un mayor daño al cabello. En este estado debilitado, el vello se corta más fácilmente con una cuchilla de afeitar.

El hidróxido de potasio se utiliza para identificar algunas especies de hongos. Se aplica una solución acuosa de KOH al 3-5 % sobre la carne del hongo y se observa si cambia de color. Ciertas especies de hongos con láminas, boletus, poliporos y líquenes^[10] se pueden identificar basándose en esta reacción de cambio de color.^[10]