FLUORID DRASELNÝ (KF): ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI A POUŽITIE - CHÉMIA - 2026

Fluoridu draselného je anorganický halogenid, ktorý je soľ, vytvorená medzi kovom a halogénom. Jeho chemický vzorec je KF, čo znamená, že pre každý katión K ⁺ je náprotivok F ^- . Ako je vidieť, interakcie sú elektrostatické a v dôsledku toho neexistujú žiadne kovalentné väzby KF.

Táto soľ sa vyznačuje svojou extrémnou rozpustnosťou vo vode, a preto tvorí hydráty, absorbuje vlhkosť a je zvlhčujúca. Preto je veľmi ľahké pripraviť jej vodné roztoky, ktoré slúžia ako zdroj fluoridových aniónov pre všetky syntézy, v ktorých je žiaduce začleniť ich do nejakej štruktúry.

Fluorid draselný. Zdroj: Gabriel Bolívar

Vyššie sú uvedené K ⁺ katión (fialová guľa) a F ^- anión (modrastá guľa). Oba ióny vzájomne pôsobia tak, že ich navzájom priťahujú +1 a -1 náboje.

Hoci KF nie je tak nebezpečný ako HF, skutočnosť, že má „úplnú slobodu“ pre anión F ^- ho robí toxickou soľou. Preto sa ich riešenia používajú ako insekticídy.

KI je pripravená reakciou uhličitanu draselného s kyselinou fluorovodíkovou, produkujúce kyslý fluorid draselný (KHF ₂ ); ktorý tepelným rozkladom končí s pôvodným fluoridom draselným.

Štruktúra fluoridu draselného

Zdroj: Kubické usporiadanie alebo drahokamová soľ pre fluorid draselný. Benjah-bmm27, z Wikimedia Commons

Horný obrázok ukazuje štruktúru fluoridu draselného. Fialové gule, ako na prvom obrázku, predstavujú katióny K ⁺ ; zatiaľ čo nažltlé gule predstavujú F ^- anióny .

Všimnite si, že usporiadanie je kubické a zodpovedá štruktúre podobnej kamennej soli, veľmi podobnej štruktúre chloridu sodného. Všetky gule sú obklopené šiestimi susedmi, ktorí tvoria oktaedron KF ₆ alebo FK ₆ ; to znamená, že každý K ⁺ je obklopený šiestimi F ^- a to isté sa stáva naopak.

Už bolo uvedené, že KF je hygroskopický, a preto absorbuje vlhkosť z prostredia. Znázornené usporiadanie by teda zodpovedalo bezvodej forme (bez vody) a nie jej hydrátom; ktoré absorbujú toľko vody, že sa dokonca stanú solubilizovanými a „topia sa“ (delikvencia).

hydráty

Kryštalické štruktúry hydrátov sú menej jednoduché. Prečo? Pretože molekuly vody teraz zasahujú priamo do usporiadania a interagujú s K ⁺ a F ^- iónmi . Niektoré z najviac stabilných hydrátov sú KF · 2H ₂ O a KF · 4H ₂ O.

V obidvoch hydrátoch je práve spomínaná oktaedra deformovaná molekulami vody. To je predovšetkým v dôsledku vodíkové väzby medzi F ^- a H ₂ O (F ^- -HOH). Kryštalografické štúdie zistili, že napriek tomu majú tieto dva ióny stále rovnaký počet susedov.

Výsledkom toho všetkého je, že pôvodná kubická štruktúra pre bezvodý fluorid draselný sa transformuje na monoklinické a rovnomerne rhomboedrické usporiadanie.

Bezvodé majú delikvenčnú vlastnosť, takže ich biele kryštály, ak zostanú v kontakte so studenou hmlou, sa za krátku dobu stanú vodnaté.

vlastnosti

Molekulová hmotnosť

58,097 g / mol.

Fyzický vzhľad (farba)

Biele kubické kryštály alebo jemný biely kryštalický prášok.

príchuť

Ostrá slaná chuť.

Bod varu

2,741 ° F až 760 mmHg (1502 ° C). V tekutom stave, stáva sa vodič elektriny, aj keď F ^- anióny môžu nie je spolupracovať v rovnakej miere ako K ⁺ .

Bod topenia

1 576 ° F; 858 ° C; 1131 K (bezvodý KF). To svedčí o jeho silných iónových väzbách.

rozpustnosť

Rozpustný v HF, ale nerozpustný v alkohole. To ukazuje, že vodíkové väzby medzi fluoridmi a alkoholmi, F ^- HOR, nezvýhodňujú solvatačný proces proti rozpusteniu ich kryštalickej mriežky.

Rozpustnosť vo vode

Bezvodý 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); dihydrát 349,3 g / 100 ml (18 ° C). To znamená, že keď je KF hydratovaný, stáva sa viac rozpustným vo vode.

Hustota

2,48 g / cm ³ .

Tlak vodnej pary

100 kPa (750 mmHg) pri 1 499 ° C

rozklad

Po zahriatí na rozklad sa uvoľňuje toxický dym z oxidu draselného a fluorovodíka.

Žieravé pôsobenie

Vodný roztok koroduje sklo a porcelán.

Bod vzplanutia

Nie je to horľavá látka

Experimentálny index lomu (ηD)

1363.

stabilita

Stabilný, ak je chránený pred vlhkosťou, inak sa pevná látka rozpustí. Nekompatibilné so silnými kyselinami a zásadami.

aplikácia

Upravte pH

Vodné roztoky fluoridu draselného sa používajú v priemyselných aplikáciách a procesoch; napríklad roztoky KF umožňujú úpravu pH vo výrobe v zariadeniach na spracovanie textilu a v práčovniach (blízko k hodnote 7).

Zdroj fluóru

Fluorid draselný je po fluorovodíku, ktorý je hlavným zdrojom získavania fluóru. Tento prvok sa používa v jadrových elektrárňach a pri výrobe anorganických a organických zlúčenín, niektoré s použitím, napríklad pri ich zabudovaní do zubných pást.

Syntéza fluórovaných uhľovodíkov

Fluorid draselný sa môže použiť pri syntéze fluórovaných uhľovodíkov alebo fluórovaných uhľovodíkov z chlórovaných uhľovodíkov pomocou finkeisteínovej reakcie. Ako rozpúšťadlá sa pri tejto reakcii používajú etylénglykol a dimetylsulfoxid.

fluoráciu

Keďže je zdrojom fluóru, kde leží vo vode, je možné z jeho roztokov syntetizovať komplexné fluoridy; to znamená, že F ^- je začlenený do štruktúr. Príklad je v nasledujúcej chemickej rovnici:

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

Zmesový KMnF ₃ fluorid potom vyzráža . F ^{- sa teda} môže pridať, aby sa stala súčasťou komplexnej kovovej soli. Okrem mangán, fluoridy iných kovov možno vyzrážať: KCoF ₃ , KFeF ₃ , Knife ₃ , KCUF ₃ a KZnF ₃ .

Podobne môže byť fluór kovalentne inkorporovaný do aromatického kruhu, čím sa syntetizujú organofluoridy.

rôzny

KF sa používa ako medziprodukt alebo surovina na syntézu zlúčenín, ktoré sa používajú najmä v agrochemických alebo pesticídnych výrobkoch.

Okrem toho sa používa ako tavivo na zváranie a leptanie skla; to znamená, že jeho vodný roztok odteká na povrch skla a na formu tlačí požadovaný povrch.

Referencie

1. Chemická kniha. (2017). Fluorid draselný. Obnovené z: chemicalbook.com
2. PubChem. (2019). Fluorid draselný. Získané z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. TH Anderson a ES Lincafelte. (1951). Štruktúra dihydrátu fluoridu draselného. Acta Cryst. 4, 181.
4. Kráľovská spoločnosť chémie. (2015). Fluorid draselný. ChemSpider. Obnovené z: chemspider.com
5. Maquimex. (SF). Fluorid draselný. Získané z: maquimex.com