Struktura, lastnosti in uporaba kalijevega fluorida (KF)

The kalijev fluorid je anorganski halid, ki sestoji iz soli, oblikovane med kovino in halogenom. Njegova kemijska formula je KF, kar pomeni, da za vsak k kation⁺ obstaja F^- nasprotne stranke. Kot je razvidno, so interakcije elektrostatične in posledično ni kovalentnih vezi K-F.

Za to sol je značilna izjemna topnost v vodi, tako da tvori hidrate, absorbira vlago in je vlažna. Zato je zelo enostavno pripraviti njene vodne raztopine, ki služijo kot vir fluoridnih anionov za vse tiste sinteze, kjer jih želite vključiti v neko strukturo..

Kation je prikazan zgoraj⁺ (vijolična krogla) in anion F^- (modra krogla). Oba iona vzajemno pritegnejo drug drugega s svojimi naboji +1 in -1.

Čeprav KF ni tako nevaren kot HF, dejstvo, da ima "popolno svobodo" do aniona F^-, spremeni ga v strupeno sol. Zato so bile njegove raztopine uporabljene kot insekticidi.

KI se proizvaja z reagiranjem kalijevega karbonata s fluorovodikovo kislino, ki proizvaja kalijev bifluorid (KHF).₂); ki s toplotno razgradnjo povzroči nastanek kalijevega fluorida.

Indeks

• 1 Struktura kalijevega fluorida
  • 1.1 Hidrati
• 2 Lastnosti
  • 2.1 Molekularna teža
  • 2.2 Fizični izgled (barva)
  • 2.3 Okus
  • 2.4 Vrelišče
  • 2.5 Tališče
  • 2.6 Topnost
  • 2.7 Topnost v vodi
  • 2.8 Gostota
  • 2.9 Parni tlak
  • 2.10 Razgradnja
  • 2.11 Jedko delovanje
  • 2.12 Plamenišče
  • 2.13 Eksperimentalni lomni indeks (ηD)
  • 2.14 Stabilnost
• 3 Uporabe
  • 3.1 Nastavite pH
  • 3.2 Izvor fluora
  • 3.3 Sinteza fluoroogljikovodikov
  • 3.4 Fluoriranje
  • 3.5 Različne
• 4 Reference

Struktura kalijevega fluorida

Struktura kalijevega fluorida je prikazana na zgornji sliki. Vijolične krogle, kot na prvi sliki, predstavljajo k katione⁺; medtem ko rumenkaste kroglice predstavljajo F anione^-.

Upoštevajte, da je razporeditev kubična in ustreza strukturi, kot je kamena sol, zelo podobna strukturi natrijevega klorida. Vse sfere obdaja šest sosedov, ki tvorijo KF oktaeder₆ ali FK₆; to je vsak K⁺ je obkrožen s šestimi F^-, in enako se dogaja v obratni smeri.

Omenjeno je bilo, da je KF higroskopičen in zato absorbira vlago iz okolja. Tako prikazana razporeditev ustreza brezvodni obliki (brez vode) in ne njenim hidratom; ki absorbirajo toliko vode, da postanejo topne in se "topijo" (razplinitev).

Hidrati

Kristalne strukture hidratov postanejo manj enostavne. Zakaj? Ker sedaj vodne molekule neposredno vplivajo na ureditve in interakcijo z ioni K⁺ in F^-. Nekateri najbolj stabilni hidrati so KF · 2H₂O in KF4H₂O.

V obeh hidratih se omenjeni oktaedri deformirajo zaradi molekul vode. To je predvsem posledica vodikovih mostov med F^- in H₂O (F^--HOH). Kristalografske študije so pokazale, da kljub temu oba iona še vedno ohranita enako število sosedov.

Zaradi vsega tega se prvotna kubična struktura za brezvodni kalijev fluorid spremeni v monoklinsko in celo romboedrično ureditev..

Brezvodni delci delcev, tako da bodo njihovi beli kristali v stiku s hladno meglo v kratkem času postali vodni..

Lastnosti

Molekularna teža

58,097 g / mol.

Fizični izgled (barva)

Beli kubični kristali ali beli kristalni prašek.

Okus

Akutni slani okus.

Vrelišče

2.741 ° F do 760 mmHg (1502 ° C). V tekočem stanju postane vodnik električne energije, čeprav lahko anioni F^- ne sodelujte v enaki meri z vožnjo kot K⁺.

Tališče

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

Topnost

Topen v HF, vendar netopen v alkoholu. To kaže, da so vodikove vezi med fluoridom in alkoholi, F^--HOR, ne dajejo prednosti solvatizacijskemu procesu zaradi raztapljanja njegove kristalne mreže.

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 se KF hidrira in postane bolj topen v vodi.

Gostota

2,48 g / cm³.

Parni tlak

100 kPa (750 mmHg) pri 1,499 ° C.

Razgradnja

Ko se segreje do razpada, oddaja strupeni dim kalijevega oksida in vodikov fluorid.

Jedko delovanje

Vodna raztopina razjeda steklo in porcelan.

Plamenišče

To ni vnetljiva snov

Eksperimentalni lomni indeks (ηD)

1.363.

Stabilnost

Stabilen, če je zaščiten pred vlago, sicer se trdna snov raztopi. Nezdružljivo s kislinami in močnimi bazami.

Uporabe

Prilagodite pH

Vodne raztopine kalijevega fluorida se uporabljajo v industrijskih aplikacijah in procesih; na primer, rešitve KF omogočajo prilagajanje pH vrednosti v izdelkih, ki se proizvajajo v obratih za predelavo tekstila in v pralnicah (približno so 7)..

Vir fluora

Kalijev fluorid je po vodikov fluorid glavni vir fluora. Ta element se uporablja v jedrskih elektrarnah in pri proizvodnji anorganskih in organskih spojin, nekatere z uporabo, kot je vključitev v zobno pasto..

Sinteza fluoroogljikovodikov

Kalijev fluorid se lahko uporablja pri sintezi fluorkarbonov ali fluoroogljikov iz klorokarbonov, z uporabo reakcije Finkeisteina. V tej reakciji uporabimo etilen glikol in dimetilsulfoksid kot topila.

Fluoriranje

Ker je vir fluora, kjer se raztopi v vodi, se iz njegovih raztopin lahko sintetizirajo kompleksni fluoridi; to pomeni, da vključujejo F^- strukturam. Primer je vzet v naslednji kemijski enačbi:

MnBr₂(ac) + 3KF (ac) => KMnF₃(s) + 2KBr (ac)

Nato se meša fluorid KMnF₃. Tako bi lahko dodali F^- tako, da je del kompleksne kovinske soli. Poleg mangana se lahko oborijo tudi fluoridi iz drugih kovin: KCoF₃, KFeF₃, KNiF₃, KCuF₃ in KZnF₃.

Podobno lahko fluor kovalentno vključimo v aromatski obroč, ki sintetizira organofluorirane.

Različne

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

Poleg tega se uporablja kot sredstvo za fugiranje za varjenje in graviranje stekla; njegova vodna raztopina poje površino stekla in na kalupu natisne želeno končno obdelavo.

Reference

1. Kemijska knjiga. (2017). Kalijev fluorid. Vzpostavljeno iz: chemicalbook.com
2. PubChem. (2019). Kalijev fluorid. Vzpostavljeno iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. T. H. Anderson in E. C. Lincafelte. (1951). Struktura kalijevega fluorida dihidrata. Acta Cryst. 4, 181.
4. Royal Society of Chemistry. (2015). Kalijev fluorid. ChemSpider Vzpostavljeno iz: chemspider.com
5. Maquimex (s.f.). Kalijev fluorid. Vzpostavljeno iz: maquimex.com