KALIO FLUORIDAS (KF): STRUKTŪRA, SAVYBĖS IR PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Kalio fluorido yra neorganinis halogenidas, kuris yra druskos, sudarytos tarp metalo ir halogeno. Jo cheminė formulė yra KF, o tai reiškia, kad kiekvienam K ⁺ katijonui yra atitikmuo F ^- . Kaip matyti, sąveika yra elektrostatinė, todėl nėra kovalentinių KF jungčių.

Ši druska pasižymi ypač dideliu tirpumu vandenyje, todėl formuoja hidratus, sugeria drėgmę ir yra gaivi. Todėl labai lengva paruošti vandeninius jo tirpalus, kurie yra fluoro anijonų šaltinis visoms toms sintezėms, kur norima ją įtraukti į tam tikrą struktūrą.

Kalio fluoridas. Šaltinis: Gabrielis Bolívaras

Aukščiau parodyti K ⁺ katijonai (purpurinė rutulys) ir F ^- anijonas (melsva rutulys). Abu jonai sąveikaudami traukia vienas kitą savo +1 ir -1 krūviais.

Nors KF ne toks pavojingas, kaip HF, tai, kad jis turi "visišką laisvę" į anijonu F ^- , todėl toksinė druska. Štai kodėl jų tirpalai buvo naudojami kaip insekticidai.

KI gaunamas reaguojant kalio karbonatui su vandenilio fluoro rūgštimi, gaunant kalio bifluoridą (KHF ₂ ); kuris termiškai skaidydamasis gauna kalio fluoridą.

Kalio fluorido struktūra

Šaltinis: kalio fluorido kubinis išdėstymas arba druska. „Benjah-bmm27“, iš „Wikimedia Commons“

Viršutinis paveikslėlis parodo kalio fluorido struktūrą. Purpurinės sferos, kaip ir pirmame paveikslėlyje, žymi K ⁺ katijonus ; o gelsvos sferos žymi F ^- anijonus .

Atminkite, kad išdėstymas yra kubinis ir atitinka akmens druskos struktūrą, labai panašią į natrio chlorido struktūrą. Visas sferas supa šeši kaimynai, kurie sudaro KF ₆ arba FK ₆ oktaedrą ; tai yra, kiekvienas K ⁺ yra apsuptas šešių F ^- , ir tas pats atsitinka atvirkščiai.

Anksčiau buvo minėta, kad KF yra higroskopinis, todėl sugeria drėgmę iš aplinkos. Taigi parodytas išdėstymas atitiktų bevandenę formą (be vandens), o ne jos hidratus; kurie sugeria tiek vandens, kad net ištirpsta ir „ištirpsta“ (atslūgsta).

Hidratai

Kristalinės hidratų struktūros tampa ne tokios paprastos. Kodėl? Kadangi dabar vandens molekulės tiesiogiai įsikiša į išdėstymą ir sąveikauja su K ⁺ ir F ^- jonais . Kai kurie iš stabiliausių hidratų yra KF · 2H ₂ O ir KF · 4H ₂ O.

Abiejuose hidratuose ką tik paminėta oktaedra deformuota vandens molekulių. Tai yra daugiausia dėl to, vandenilio ryšių tarp F ^- ir H ₂ O (F ^- -HOH). Kristalografiniai tyrimai nustatė, kad nepaisant to, abu jonai ir toliau turi tą patį skaičių kaimynų.

Dėl viso to pradinė bevandenio kalio fluorido kubinė struktūra virsta monoklinine ir lygia romboedrine tvarka.

Bevandeniai turi bendrą orą, todėl balti kristalai, likę sąlytyje su šaltu rūku, per trumpą laiką pasidarys vandeningi.

Savybės

Molekulinė masė

58,097 g / mol.

Fizinė išvaizda (spalva)

Balti balti kubiniai kristalai arba blizgūs balti kristaliniai milteliai.

Skonis

Aštrus sūrus skonis.

Virimo taškas

Nuo 2741 ° F iki 760 mmHg (1502 ° C). Skystoje būsenoje jis tampa elektros laidininku, nors F ^- junginiai gali nebendradarbiauti tokiu pat laipsniu kaip K ⁺ .

Lydymosi temperatūra

1576 ° F; 858 ° C; 1131 K (bevandenis KF). Tai rodo stipriąsias jonines jungtis.

Tirpumas

Tirpsta HF, bet netirpsta alkoholyje. Tai rodo, kad vandenilio ryšiai tarp fluoro ir alkoholių, F ^-- HOR, nėra palankesni solvacijos procesui nei jų kristalinės gardelės ištirpinimui.

Tirpumas vandenyje

Bevandenis 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); dihidratas 349,3 g / 100 ml (18 ° C). T. y., Kai KF hidratuojamas, jis geriau tirpsta vandenyje.

Tankis

2,48 g / cm ³ .

Garų slėgis

100 kPa (750 mmHg) esant 1 499 ° C temperatūrai.

Skilimas

Šildant iki skilimo, jis išskiria toksiškus kalio oksido ir vandenilio fluorido dūmus.

Ėsdinantis veiksmas

Vandeninis tirpalas korozuoja stiklą ir porcelianą.

Pliūpsnio temperatūra

Tai nėra degi medžiaga

Eksperimentinis lūžio rodiklis (ηD)

1,363.

Stabilumas

Stabilus, jei apsaugotas nuo drėgmės, kitaip kieta medžiaga ištirps. Nesuderinamas su stipriomis rūgštimis ir bazėmis.

Programos

Sureguliuokite pH

Kalio fluorido vandeniniai tirpalai naudojami pramonėje ir procesuose; Pvz., KF tirpalai leidžia pH sureguliuoti gaminant tekstilės perdirbimo įmonėse ir skalbyklose (arti vertės 7).

Fluoro šaltinis

Kalio fluoras yra po vandenilio fluorido, pagrindinis fluoro gavimo šaltinis. Šis elementas naudojamas branduolinėse elektrinėse ir neorganinių bei organinių junginių gamyboje, kai kuriais atvejais jis naudojamas kaip dantų pastos.

Fluorangliavandenilių sintezė

Kalio fluoras gali būti naudojamas sintetinant fluoro arba angliavandenilį iš chloro, naudojant Finkeisteino reakciją. Šioje reakcijoje tirpikliais naudojamas etilenglikolis ir dimetilsulfoksidas.

Fluoravimas

Kadangi tai fluoro šaltinis, kai jis yra ištirpęs vandenyje, iš jo tirpalų gali būti sintetinami sudėtingi fluoridai; tai yra, F ^- yra įtrauktas į struktūras. Pavyzdys pateiktas šioje cheminėje lygtyje:

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

Mišrus KMnF ₃ fluoras nusodinamas . Taigi F ^- gali būti pridėta , kad jis taptų sudėtinės metalo druskos dalimi. Be mangano, gali nusėsti kitų metalų fluoridai: KCoF ₃ , KFeF ₃ , KNiF ₃ , KCuF ₃ ir KZnF ₃ .

Taip pat fluoras gali būti kovalentiškai įterptas į aromatinį žiedą, sintezuojant organofluoridus.

Įvairūs

KF naudojamas kaip tarpinė arba žaliava junginių, daugiausia naudojamų agrocheminiuose ar pesticidų produktuose, sintezei.

Be to, jis naudojamas kaip suvyniojimo agentas suvirinant ir stiklo ėsdinant; tai yra, jo vandeninis tirpalas išnyksta ant stiklo paviršiaus ir ant formos atspaudžia norimą apdailą.

Nuorodos

1. Chemijos knyga. (2017). Kalio fluoridas. Atkurta iš: chemicalbook.com
2. „PubChem“. (2019 m.). Kalio fluoridas. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. TH Andersonas ir EC Lincafelte. (1951). Kalio fluorido dihidrato struktūra. Acta kristalai. 4, 181.
4. Karališkoji chemijos draugija. (2015). Kalio fluoridas. „ChemSpider“. Atkurta iš: chemspider.com
5. Maquimex. (sf). Kalio fluoridas. Atkurta iš: maquimex.com