Kaliumsuperoxid (KO2) ist ein gelber Feststoff, der sich in feuchter Luft zersetzt. Es ist ein seltenes Beispiel für ein stabiles Salz des Superoxidanions. Es wird als CO2-Wäscher, H2O-Entfeuchter und O2-Generator in Rebreathers, Raumfahrzeugen, U-Booten und Raumanzügen verwendet.
Reaktion von KO2 mit Wasser
Wenn KO2 mit Wasser in Kontakt kommt, kommt es zu einer Disproportionierung zu Kaliumhydroxid (KOH), Sauerstoff (O2) und Wasserstoffperoxid (H2O2):
$$
\begin{aligned}
& 2 KO_2 + H_2O \rightarrow 2 KOH + \frac{3}{2} O_2 \\
& KO_2 + H_2O \rightarrow KOH + \frac{1}{2} H_2O_2 + \frac{1}{2} O_2
\end{aligned}
$$
Die Geschwindigkeit des Auftretens von O2 ist proportional zur Geschwindigkeit des Verschwindens von KO2, da beide Reaktionen ein stöchiometrisches Verhältnis von 1:1 zwischen diesen beiden Spezies beinhalten. Das Geschwindigkeitsgesetz für die erste Reaktion kann wie folgt geschrieben werden:
$$
\text{rate}=k [KO_2] [H_2O]
$$
wobei k die Geschwindigkeitskonstante ist und [ ] die Konzentration bezeichnet. Ebenso kann das Geschwindigkeitsgesetz für die zweite Reaktion wie folgt geschrieben werden:
$$
\text{rate}=k'[KO_2] [H_2O]
$$
wobei k’eine weitere Geschwindigkeitskonstante ist. Die Gesamtrate der O2-Produktion kann durch Addition der Geschwindigkeiten beider Reaktionen erhalten werden:
$$
\text{rate}_{O_2}=\frac{3}{2 } k [KO_2] [H_2O] + \frac{1}{2} k'[KO_2] [H_2O]
$$
Reaktion von KO2 mit CO2
Eine weitere Möglichkeit, wie KO2 O2 erzeugen kann, ist die Reaktion mit Kohlendioxid (CO2), einem häufigen Schadstoff in geschlossenen Umgebungen. Die Reaktion kann wie folgt geschrieben werden:
$$
\begin{aligned}
& 2 KO_2 + CO_2 \rightarrow K_2CO_3 + \frac{3}{ 2} O_2 \\
& 4 KO_2 + 4 CO_2 + 3 H_2O \rightarrow 4 KHCO_3 + 6 O_2
\end{aligned}
$$
Die erste Reaktion wird bei niedrigen Temperaturen bevorzugt, während die zweite Reaktion bei hohen Temperaturen bevorzugt wird. Die Geschwindigkeit des Auftretens von O2 ist auch proportional zur Geschwindigkeit des Verschwindens von KO