Superoxyde de potassium

Le superoxyde de potassium ou dioxyde de potassium, est un composé chimique de formule brute KO₂. Il s'agit d'un solide jaune résultant de la combustion du potassium fondu dans l'oxygène pur. Ce sel rare de l'anion superoxyde O₂^- est utilisé industriellement pour l'élimination du CO₂, comme agent oxydant, agent dessiccant, ainsi que dans les recycleurs et les systèmes de support de vie pour sous-marins, engins spatiaux et combinaisons spatiales.

Maille cristalline de superoxyde de potassium

Identification

Synonymes

dioxyde de potassium

N^o CAS

12030-88-5

N^o ECHA

100.031.574

N^o CE

234-746-5

TT6053000

Apparence

poudre jaune[1]

Propriétés chimiques

Formule

K O₂ [Isomères]

Masse molaire[2]

71,0971 ± 0,0007 g/mol
K 54,99 %, O 45,01 %,

Propriétés physiques

T° fusion

380 °C[1]

Masse volumique

2,14 g·cm^-3[1]

Précautions

SGH[3]^,[4]

Danger

H271, H314, P220, P280, P305, P310, P338 et P351

Transport[3]^,[4]

-

2466

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Les principales réactions impliquant le superoxyde de potassium dans les systèmes de support de vie sont :

4 KO₂ + 2 H₂O → 4 KOH + 3 O₂ : libération d'oxygène sous l'effet de l'humidité.

4 KOH + 2 CO₂ → 2 K₂CO₃ + 2 H₂O : libération d'eau par fixation du dioxyde de carbone.

Somme des deux premières réactions: 4 KO₂ + 2 CO₂ → 2 K₂CO₃ + 3 O₂ : libération d'oxygène par réaction du dioxyde de carbone.

S'il y a assez de CO₂ et d'eau:

2 K₂CO₃ + 2 CO₂ + 2 H₂O → 4 KHCO₃ : fixation de dioxyde de carbone et d'eau.

total général:

4 KO₂ + 4 CO₂ + 2 H₂O → 4 KHCO₃ + 3 O₂

Le superoxyde de potassium a été utilisé par l'Agence spatiale fédérale russe dans ses scaphandres et le module Soyouz. Il a également été utilisé dans les recycleurs par des équipes de pompiers et pour le sauvetage minier, mais n'est pas utilisé dans les scaphandres autonomes pour la plongée sous-marine en raison des risques d'explosion au contact de l'eau. KO₂ a une capacité d'absorption théorique de 618 g de CO₂ par kilogramme d'absorbant avec libération théorique de 338 g d'O₂, soit 4 molécules de CO₂ pour 3 molécules d'O₂. Cependant, le corps humain consomme une molécule d'O₂ pour produire chaque molécule de CO₂ et d'autres molécules d'O₂ pour produire de l'eau et de l'urée par oxydation des lipides et des protéines. Donc il a besoin de plus de molécules d'O₂ qu'il ne souffle de molécule de CO₂ (sauf s'il boit des boisons gazeuses ou ajoute du CO₂ autrement).

Structure

Le superoxyde de potassium cristallise dans le système réticulaire trigonal avec comme paramètres de maille a = 570,4 ± 0,5 pm, c = 669,9 ± 0,5 pm. La longueur de la liaison O-O est de 128 ± 2 pm et les deux types de contact K-O sont de longueur 271 et 292 pm[5].

Tendance des liaisons entre deux oxygènes

Les liaisons entre deux oxygènes, ont des distances O-O corrélées avec leur ordre de liaison.

Type de liaison dioxygène	nom	distance O-O en pm	ordre de liaison
O₂⁺	dioxygényle	112	2,5
O₂	dioxygène	121	2
O₂^–	superoxyde	128	1,5[5]
O₂^2–	peroxyde	149	1

Notes et références

« Fiche Superoxyde de potassium », Merck [PDF] (consulté le 19 janvier 2011).
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
S. C. Abrahams and J. Kalnajs, The crystal structure of α-potassium superoxide, Acta Crystallographica, 1955, vol.8, pp. 503-506. DOI:10.1107/S0365110X55001540.

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[M-1] « Fiche Superoxyde de potassium », Merck [PDF] (consulté le 19 janvier 2011).

[2] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[AK-5] S. C. Abrahams and J. Kalnajs, The crystal structure of α-potassium superoxide, Acta Crystallographica, 1955, vol.8, pp. 503-506. DOI:10.1107/S0365110X55001540.