KALIJEV FLUORID (KF): STRUKTURA, SVOJSTVA I UPOTREBE - KEMIJA - 2026

Kalij fluorida anorganska halid, što je sol stvorena između metala i halogena. Njegova kemijska formula je KF, što znači da za svaki K ⁺ kation postoji protuustav F ^-. Kao što se može vidjeti, interakcije su elektrostatičke i kao posljedica toga nema kovalentnih KF veza.

Ovu sol odlikuje izrazita topljivost u vodi, zbog čega formira hidrate, upija vlagu i djeluje izvrsno. Stoga je vrlo lako pripremiti vodene otopine istih, koje služe kao izvor fluoridnih aniona za sve one sinteze gdje ih je poželjno ugraditi u neku strukturu.

Kalijev fluorid. Izvor: Gabriel Bolívar

Prikazani su kation K ⁺ (ljubičasta sfera) i F ^- anion (plavkasta sfera). Oba iona međusobno djeluju privlačeći se međusobno +1 i -1 naboja.

Iako KF nije toliko opasan kao HF, činjenica da ima anion F ^- potpunu slobodu ^- čini ga otrovnom soli. Zato su njihova rješenja korištena kao insekticidi.

KI nastaje reakcijom kalijevog karbonata s fluorovodičnom kiselinom, čime nastaje kalijev bifluorid (KHF ₂); koja termičkim raspadanjem završava s nastankom kalijevog fluorida.

Struktura kalijevog fluorida

Izvor: Kubični aranžman ili draguljasta sol za kalijev fluorid. Benjah-bmm27, iz Wikimedia Commons

Gornja slika prikazuje strukturu kalijevog fluorida. Ljubičaste sfere, kao na prvoj slici, predstavljaju K ⁺ katione; dok žućkaste sfere predstavljaju F ^- anione.

Imajte na umu da je raspored kubičan i da odgovara kameno-slanoj strukturi, vrlo slično kao natrijev klorid. Sve su sfere okružene sa šest susjeda, koji čine oktahed KF ₆ ili FK ₆; to jest, svaki K ⁺ je okružen sa šest F ^-, a isto se događa i obrnuto.

Ranije je spomenuto da je KF higroskopičan i stoga apsorbira vlagu iz okoliša. Dakle, prikazani raspored odgovarao bi bezvodnom obliku (bez vode), a ne njegovim hidratima; koji apsorbiraju toliko vode da se čak i solubiliziraju i "tope" (delikescence).

hidratizira

Kristalne strukture hidrata postaju manje jednostavne. Zašto? Jer sada molekule vode izravno interveniraju u aranžmanima i međusobno djeluju s K ⁺ i F ^- ionima. Neke od najvažnijih su stabilne hidrata KF · 2H ₂ O i KF · 4H ₂ O.

U oba hidrata upravo su spomenuti oktaedri deformirani molekulama vode. To je uglavnom zbog vodikovim vezama između F ^- i H ₂ O (F ^- -HOH). Kristalografske studije utvrdile su da unatoč tome dva iona i dalje imaju isti broj susjeda.

Kao rezultat svega toga, izvorna kubična struktura za bezvodni kalijev fluorid pretvara se u monoklinički i ravnomjerni romboedarski raspored.

Bezvodni dijele divno svojstvo, pa bi se njihovi bijeli kristali, ako ostanu u kontaktu s hladnom maglom, u kratkom vremenu pretvorili u vodenastu.

Svojstva

Molekularna težina

58.097 g / mol.

Tjelesni izgled (boja)

Bijeli kubni kristali ili sjajni bijeli kristalni prah.

Ukus

Oštar slani okus.

Vrelište

2.741 ° F do 760 mmHg (1502 ° C). U tekućem stanju postaje vodič električne energije, iako F ^- anioni možda neće surađivati ​​u istom stupnju kao K ⁺.

Talište

1,576 ° F; 858 ° C; 1131 K (bezvodni KF). To ukazuje na njegove snažne ionske veze.

Topljivost

Topiv u HF, ali netopljiv u alkoholu. To pokazuje da vodikove veze između fluorida i alkohola, F ^- -HOR, ne pogoduju procesu solvacije protiv otapanja njihove kristalne rešetke.

Topnost u vodi

Bezvodni 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); dihidrat 349,3 g / 100 ml (18 ° C). To jest, što je KF hidratiziran, to postaje topljiviji u vodi.

Gustoća

2,48 g / cm ³.

Tlak pare

100 kPa (750 mmHg) na 1.499 ° C.

Raspad

Kada se zagrijava do raspada, emitira otrovni dim kalijevog oksida i fluorovodika.

Korozivno djelovanje

Vodena otopina nagriza staklo i porculan.

Flashpoint

Nije zapaljiva tvar

Eksperimentalni indeks loma (ηD)

1363.

Stabilnost

Stabilan ako je zaštićen od vlage, inače će se kruta tvar otopiti. Nekompatibilne s jakim kiselinama i bazama.

Prijave

Podesite pH

Vodene otopine kalijevog fluorida koriste se u industrijskim primjenama i procesima; na primjer, KF otopine omogućuju podešavanje pH u proizvodnji u pogonima za preradu tekstila i praonicama (blizu vrijednosti od 7).

Izvor fluora

Kalijev fluorid je nakon fluorovodika, glavni izvor dobivanja fluora. Ovaj se element koristi u nuklearnim postrojenjima i u proizvodnji anorganskih i organskih spojeva, a neki se koriste kao što je njegova ugradnja u paste za zube.

Sinteza fluoro ugljikovodika

Kalijev fluorid može se upotrijebiti u sintezi fluoro-ugljika ili fluoro-ugljika iz kloro-ugljika, koristeći reakciju Finkeistein. Kao otapala u ovoj se reakciji koriste etilen glikol i dimetil sulfoksid.

fluoriranje

Kako je izvor fluora tamo gdje je otopljen u vodi, složeni fluoridi se mogu sintetizirati iz njegovih otopina; to jest, F ^- ugrađen je u strukture. Primjer je u sljedećoj kemijskoj jednadžbi:

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

Miješani KMnF ₃ fluorid zatim se taloži. Dakle, F ^- mogao bi se dodati da bi postao dio složene metalne soli. Pored mangana, mogu se istaložiti fluoridi drugih metala: KCoF ₃, KFeF ₃, KNiF ₃, KCuF ₃ i KZnF ₃.

Isto tako, fluor se može kovalentno uklopiti u aromatični prsten, sintetizirajući organofluoride.

raznovrstan

KF se koristi kao intermedijar ili sirovina za sintezu spojeva koji se uglavnom koriste u agrokemijskim ili pesticidnim proizvodima.

Osim toga, koristi se kao sredstvo za valjanje zavarivanja i jetkanje stakla; to jest, njegova vodena otopina jede na staklenoj površini i na kalupu ispisuje željeni sloj.

Reference

1. Kemijska knjiga. (2017). Kalijev fluorid. Oporavilo od: chemicalbook.com
2. Pubchem. (2019). Kalijev fluorid. Oporavak od: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. TH Anderson i EC Lincafelte. (1951). Struktura dihidrata kalijevog fluorida. Acta Cryst. 4, 181.
4. Kraljevsko društvo za kemiju. (2015). Kalijev fluorid. ChemSpider. Oporavilo od: chemspider.com
5. Maquimex. (SF). Kalijev fluorid. Oporavilo od: maquimex.com