FLUOREK POTASU (KF): BUDOWA, WŁAŚCIWOŚCI I ZASTOSOWANIE - CHEMIA - 2026

Fluorek potasu jest nieorganiczny halogenek, który jest solą utworzoną między metalem i halogen. Jego wzór chemiczny to KF, co oznacza, że ​​dla każdego kationu K ⁺ istnieje odpowiednik F ^- . Jak widać, oddziaływania są elektrostatyczne, w wyniku czego nie występują kowalencyjne wiązania KF.

Sól ta charakteryzuje się wyjątkową rozpuszczalnością w wodzie, dzięki czemu tworzy hydraty, wchłania wilgoć i rozpływa się. Dlatego bardzo łatwo jest przygotować jego wodne roztwory, które służą jako źródło anionów fluorkowych we wszystkich syntezach, w których pożądane jest włączenie go do jakiejś struktury.

Fluorek potasu. Źródło: Gabriel Bolívar

Powyżej pokazano kation K ⁺ (fioletowa kula) i anion F ^- (niebieskawa sfera). Oba jony oddziałują ze sobą przyciągając się swoimi ładunkami +1 i -1.

Chociaż KF nie jest tak niebezpieczny jak HF, fakt, że ma „całkowitą swobodę” w stosunku do anionu F ^- , czyni go solą toksyczną. Dlatego ich roztwory znalazły zastosowanie jako insektycydy.

KI jest wytwarzany w reakcji węglanu potasu z kwasem fluorowodorowym, w wyniku czego powstaje wodorofluorek potasu (KHF ₂ ); który w wyniku rozkładu termicznego prowadzi do powstania fluorku potasu.

Struktura fluorku potasu

Źródło: układ sześcienny lub sól klejnotowa dla fluorku potasu. Benjah-bmm27, źródło Wikimedia Commons

Górny obraz przedstawia strukturę fluorku potasu. Fioletowe kule, jak na pierwszym obrazie, reprezentują kationy K ⁺ ; a żółtawe kulki oznaczają F ^- anionów .

Należy zauważyć, że układ jest sześcienny i odpowiada strukturze podobnej do soli kamiennej, bardzo podobnej do struktury chlorku sodu. Wszystkie kule są otoczone sześcioma sąsiadami, które tworzą ośmiościan KF ₆ lub FK ₆ ; to znaczy, każdy K ⁺ jest otoczony przez sześć F ^- i to samo dzieje się na odwrót.

Wspomniano wcześniej, że KF jest higroskopijny i dlatego pochłania wilgoć z otoczenia. Zatem przedstawiony układ odpowiadałby postaci bezwodnej (bez wody), a nie jej hydratom; które absorbują tak dużo wody, że stają się nawet rozpuszczalne i „topią się” (rozpływają się).

Nawilża

Struktury krystaliczne hydratów stają się mniej proste. Czemu? Ponieważ teraz cząsteczki wody wpływają bezpośrednio na aranżacje i oddziałują z jonami K ⁺ i F ^- . Niektóre z najbardziej stabilnych hydratów to KF · 2H ₂ O i KF · 4H ₂ O.

W obu hydratach wspomniane ośmiościany są zdeformowane przez cząsteczki wody. Wynika to głównie z wiązań wodorowych między F ^- a H ₂ O (F ^- -HOH). Badania krystalograficzne wykazały, że pomimo tego oba jony nadal mają taką samą liczbę sąsiadów.

W wyniku tego pierwotna sześcienna struktura bezwodnego fluorku potasu przekształca się w układ jednoskośny, a nawet romboedryczny.

Te bezwodne mają wspólną właściwość rozpływania się, więc ich białe kryształy, pozostawione w kontakcie z zimną mgłą, stałyby się wodniste w krótkim czasie.

Nieruchomości

Waga molekularna

58,097 g / mol.

Wygląd fizyczny (kolor)

Białe sześcienne kryształy lub rozpływający się biały krystaliczny proszek.

Smak

Ostry słony smak.

Temperatura wrzenia

Od 2,741 ° F do 760 mmHg (1502 ° C). W stanie ciekłym staje się przewodnikiem elektryczności, chociaż aniony F ^- mogą nie współpracować w takim samym stopniu jak K ⁺ .

Temperatura topnienia

1,576 ° F; 858 ° C; 1131 K (bezwodny KF). Wskazuje to na jego silne wiązania jonowe.

Rozpuszczalność

Rozpuszczalny w HF, ale nierozpuszczalny w alkoholu. Pokazuje to, że wiązania wodorowe między fluorem i alkoholami, F ^- -HOR, nie sprzyjają procesowi solwatacji przeciwko rozpuszczaniu ich sieci krystalicznej.

Rozpuszczalność w wodzie

Bezwodny 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); dwuwodzian 349,3 g / 100 ml (18 ° C). Oznacza to, że gdy KF jest uwodniony, staje się bardziej rozpuszczalny w wodzie.

Gęstość

2,48 g / cm ³ .

Ciśnienie pary

100 kPa (750 mmHg) przy 1499 ° C

Rozkład

Po podgrzaniu do rozkładu wydziela toksyczny dym tlenku potasu i fluorowodoru.

Działanie żrące

Wodny roztwór powoduje korozję szkła i porcelany.

Temperatura zapłonu

Nie jest substancją łatwopalną

Eksperymentalny współczynnik załamania światła (ηD)

1,363.

Stabilność

Stabilny, jeśli jest chroniony przed wilgocią, w przeciwnym razie ciało stałe rozpuści się. Niekompatybilny z mocnymi kwasami i zasadami.

Aplikacje

Dostosuj pH

Wodne roztwory fluorku potasu są używane w zastosowaniach i procesach przemysłowych; na przykład roztwory Karla Fischera pozwalają na regulację pH podczas produkcji w zakładach przetwórstwa tekstyliów i pralniach (do wartości zbliżonej do 7).

Źródło fluoru

Fluorek potasu jest po fluorowodorze głównym źródłem pozyskiwania fluoru. Pierwiastek ten jest używany w elektrowniach jądrowych oraz do produkcji związków nieorganicznych i organicznych, niektóre z zastosowaniami, takimi jak wprowadzanie go do past do zębów.

Synteza fluorowęglowodorów

Fluorek potasu można stosować w syntezie fluorowęglowodoru lub fluorowęglowodoru z chlorowęgla, stosując reakcję Finkeisteiny. W tej reakcji jako rozpuszczalniki stosuje się glikol etylenowy i dimetylosulfotlenek.

Fluoryzacja

Ponieważ jest źródłem fluoru, gdy jest rozpuszczony w wodzie, z jego roztworów można syntetyzować złożone fluorki; to znaczy F ^- jest wbudowane w struktury. Przykładem jest następujące równanie chemiczne:

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

Następnie wytrąca się mieszany fluorek KMnF ₃ . Zatem można dodać F ^-, aby uczynić go częścią złożonej soli metalu. Oprócz manganu mogą wytrącać się fluorki innych metali: KCoF ₃ , KFeF ₃ , KNiF ₃ , KCuF ₃ i KZnF ₃ .

Podobnie, fluor można kowalencyjnie wprowadzić do pierścienia aromatycznego, syntetyzując organofluorki.

Różnorodny

KF jest używany jako półprodukt lub surowiec do syntezy związków, które są używane głównie w produktach agrochemicznych lub pestycydowych.

Ponadto jest stosowany jako topnik do spawania i trawienia szkła; to znaczy, że jego wodny roztwór zjada powierzchnię szkła i na formie drukuje żądane wykończenie.

Bibliografia

1. Książka chemiczna. (2017). Fluorek potasu. Odzyskane z: chemicalbook.com
2. PubChem. (2019). Fluorek potasu. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. TH Anderson i EC Lincafelte. (1951). Struktura dwuwodzianu fluorku potasu. Acta Cryst. 4, 181.
4. Królewskie Towarzystwo Chemii. (2015). Fluorek potasu. ChemSpider. Źródło: chemspider.com
5. Maquimex. (sf). Fluorek potasu. Odzyskany z: maquimex.com