KALIJEV FLUORID (KF): ZGRADBA, LASTNOSTI IN UPORABE - KEMIJA - 2025

Kalijev fluorid anorganska halid ki je sol tvorjena med kovino in halogena. Njegova kemijska formula je KF, kar pomeni, da za vsak k ⁺ kation obstaja protipostavka F ^- . Kot je razvidno, so interakcije elektrostatične in posledično ni kovalentnih KF vezi.

Za to sol je značilna izjemna topnost v vodi, zato tvori hidrate, absorbira vlago in je odlična. Zato je zelo enostavno pripraviti vodne raztopine le-teh, ki služijo kot vir fluoridnih anionov za vse tiste sinteze, kjer jih želimo vključiti v neko strukturo.

Kalijev fluorid. Vir: Gabriel Bolívar

Zgoraj sta prikazana kation K ⁺ (vijolična krogla) in F ^- anion (modrolaska). Oba iona delujeta privlačno drug z drugim nabojem +1 in -1.

Čeprav KF ni tako nevaren kot HF, ga dejstvo, da ima anion F ^- popolno svobodo , naredi strupeno sol. Zato so njihove raztopine uporabljali kot insekticide.

KI nastane z reakcijo kalijevega karbonata s fluorovodikovo kislino, pri čemer nastane kalijev bifluorid (KHF ₂ ); ki se pri termičnem razkroju konča s kalijevim fluoridom.

Struktura kalijevega fluorida

Vir: Kubična aranžma ali gem sol za kalijev fluorid. Benjah-bmm27, z Wikimedia Commons

Zgornja slika prikazuje strukturo kalijevega fluorida. Vijolične krogle, kot na prvi sliki, predstavljajo katione K ⁺ ; medtem ko rumenkaste krogle predstavljajo F ^- anione .

Upoštevajte, da je razporeditev kubična in ustreza strukturi kamnite soli, zelo podobni kot natrijev klorid. Vse krogle je obkroženih s šestimi sosedi, ki sestavljajo oktaeder KF ₆ ali FK ₆ ; to pomeni, da je vsak K ⁺ obdan s šestimi F ^- in isto se zgodi tudi obratno.

Prej je bilo omenjeno, da je KF higroskopski in zato absorbira vlago iz okolja. Tako bi prikazana ureditev ustrezala brezvodni obliki (brez vode) in ne njenim hidratom; ki absorbirajo toliko vode, da se celo solubilizirajo in "stopijo" (delikescence).

Hidrati

Kristalne strukture hidratov postanejo manj preproste. Zakaj? Ker zdaj molekule vode neposredno posegajo v sistem in medsebojno delujejo s K ⁺ in F ^- ioni . Nekateri najbolj stabilni hidrati so KF · 2H ₂ O in KF · 4H ₂ O.

V obeh hidratih so ravno omenjene oktaedre deformirale molekule vode. To je predvsem posledica vodikovih vezi med F ^- in H ₂ O (F ^- -HOH). Kristalografske študije so pokazale, da imata kljub temu oba iona še vedno enako število sosedov.

Kot rezultat vsega tega se prvotna kubična struktura za brezvodni kalijev fluorid spremeni v monoklinično in celo romboedarsko postavitev.

Brezvodni si delijo čudovito lastnost, zato bi njihovi beli kristali, če bi bili v stiku s hladno meglo, v kratkem času postali vodni.

Lastnosti

Molekularna teža

58.097 g / mol.

Fizični videz (barva)

Beli kubični kristali ali čudovit bel kristalni prah.

Okus

Ostrega slanega okusa.

Vrelišče

2.741 ° F do 760 mmHg (1502 ° C). V tekočem stanju postane prevodnik električne energije, čeprav F ^- anioni morda ne bodo sodelovali v enaki meri kot K ⁺ .

Tališče

1,576 ° F; 858 ° C; 1131 K (brezvodni KF). To kaže na močne ionske vezi.

Topnost

Topen v HF, vendar netopen v alkoholu. To kaže, da vodikove vezi med fluoridom in alkoholi, F ^- -HOR, ne podpirajo procesa solvacije proti raztapljanju njihove kristalne rešetke.

Topnost v vodi

Brezvodni 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); dihidrat 349,3 g / 100 ml (18 ° C). To pomeni, da ko je KF hidriran, postane bolj topen v vodi.

Gostota

2,48 g / cm ³ .

Parni tlak

100 kPa (750 mmHg) pri 1.499 ° C.

Razgradnja

Ko se segreje do razgradnje, odda strupen dim kalijevega oksida in vodikovega fluorida.

Jedko delovanje

Vodna raztopina korodira steklo in porcelan.

Plamenišče

Ni vnetljiva snov

Eksperimentalni indeks loma (ηD)

1363.

Stabilnost

Obstojno, če je zaščiteno pred vlago, sicer se bo trdna snov raztopila. Nezdružljivo z močnimi kislinami in bazami.

Prijave

Prilagodite pH

Vodne raztopine kalijevega fluorida se uporabljajo v industrijskih aplikacijah in postopkih; na primer, raztopine KF omogočajo prilagajanje pH v proizvodnji v obratih za predelavo tekstila in pralnicah (blizu vrednosti 7).

Vir fluora

Kalijev fluorid je po vodikovem fluoridu glavni vir pridobivanja fluora. Ta element se uporablja v jedrskih obratih in pri proizvodnji anorganskih in organskih spojin, nekatere z uporabo, kot je njegova vključitev v zobne paste.

Sinteza fluoroogljikovodikov

Kalijev fluorid lahko uporabimo pri sintezi fluoroogljika ali fluoroogljika iz klorokarbona z uporabo reakcije Finkeistein. V tej reakciji se kot topila uporabljata etilen glikol in dimetil sulfoksid.

Fluorinacija

Ker je vir fluora, kjer leži raztopljen v vodi, lahko kompleksne fluoride sintetiziramo iz njegovih raztopin; to je F ^- vgrajen v strukture. Primer je v naslednji kemijski enačbi:

MnBr ₂ (ac) + 3KF (ac) => KMnF ₃ (s) + 2KBr (ac)

Mešani KMnF ₃ fluorid nato obarja . Tako bi lahko dodali F ^{-, da} bi bil del kompleksne kovinske soli. Poleg mangana lahko oborijo fluoridi drugih kovin: KCoF ₃ , KFeF ₃ , KNiF ₃ , KCuF ₃ in KZnF ₃ .

Prav tako lahko fluor kovalentno vključimo v aromatičen obroč, ki sintetizira organofluoride.

Različno

KF se uporablja kot vmesna ali surovina za sintezo spojin, ki se večinoma uporabljajo v agrokemičnih ali pesticidnih proizvodih.

Poleg tega se uporablja kot sredstvo za sipanje za varjenje in jedkanje stekla; to pomeni, da njegova vodna raztopina poje na površini kozarca in na kalup odtisne želeni zaključek.

Reference

1. Kemijska knjiga. (2017). Kalijev fluorid. Pridobljeno: chemicalbook.com
2. PubChem. (2019). Kalijev fluorid. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. TH Anderson in EC Lincafelte. (1951). Struktura dihidrata kalijevega fluorida. Acta Cryst. 4, 181.
4. Royal Society of Chemistry. (2015). Kalijev fluorid. ChemSpider. Pridobljeno: chemspider.com
5. Maquimex. (sf). Kalijev fluorid. Pridobljeno: maquimex.com