Kaliumfluoridi- (KF) rakenne, ominaisuudet ja käyttötarkoitukset

kaliumfluoridia on epäorgaaninen halogenidi, joka koostuu suolasta, joka on muodostettu metallin ja halogeenin välillä. Sen kemiallinen kaava on KF, mikä tarkoittaa, että kullekin K-kationille⁺ on F^- vastine. Kuten voidaan nähdä, vuorovaikutukset ovat sähköstaattisia, eikä sen vuoksi ole kovalenttisia sidoksia K-F.

Suolalle on ominaista äärimmäinen liukoisuus veteen, joten se muodostaa hydraatteja, imee kosteutta ja on herkkä. Siksi on erittäin helppoa valmistaa vesiliuoksia, jotka toimivat fluoridianionien lähteenä kaikille niille synteesille, joissa haluat sisällyttää sen johonkin rakenteeseen.

K-kationi näkyy yllä⁺ (violetti pallo) ja anioni F^- (sininen pallo). Molemmat ionit ovat vuorovaikutteisia houkuttelemalla toisiaan maksuihinsa +1 ja -1.

Vaikka KF ei ole yhtä vaarallinen kuin HF, se, että sillä on "täydellinen vapaus" anioniin F^-, se muuttuu myrkylliseksi suolaksi. Siksi sen ratkaisuja on käytetty hyönteismyrkkyinä.

KI tuotetaan saattamalla kaliumkarbonaatti reagoimaan fluorivetyhapon kanssa tuottamalla kaliumbifluoridia (KHF).₂); joka termisellä hajoamisella aiheuttaa kaliumfluoridia.

indeksi

• 1 Kaliumfluoridin rakenne
  • 1.1 Hydratoituu
• 2 Ominaisuudet
  • 2.1 Molekyylipaino
  • 2.2 Fyysinen ulkonäkö (väri)
  • 2.3 Maku
  • 2.4 Kiehumispiste
  • 2.5 Sulamispiste
  • 2.6 Liukoisuus
  • 2.7 Liukoisuus veteen
  • 2.8 Tiheys
  • 2.9 Höyrynpaine
  • 2.10 Hajoaminen
  • 2.11 Syövyttävä vaikutus
  • 2.12 Leimahduspiste
  • 2.13 Kokeellinen taitekerroin (ηD)
  • 2.14 Vakaus
• 3 Käyttö
  • 3.1 Säädä pH
  • 3.2 Fluorilähde
  • 3.3 Fluorihiilivetyjen synteesi
  • 3.4 Fluoraus
  • 3.5 Erilaiset
• 4 Viitteet

Kaliumfluoridin rakenne

Kaliumfluoridin rakenne on esitetty ylemmässä kuvassa. Purple pallot, kuten ensimmäisessä kuvassa, edustavat K-kationeja⁺; kun kellertävät pallot edustavat F-anioneja^-.

Huomaa, että järjestely on kuutiometriä ja vastaa kalliumsuolan kaltaista rakennetta, joka on hyvin samanlainen kuin natriumkloridin. Kaikkia palloja ympäröivät kuusi naapuria, jotka muodostavat KF-oktaedronin₆ tai FK₆; toisin sanoen kukin K⁺ ympäröi kuusi F^-, ja sama tapahtuu päinvastoin.

Edellä mainittiin, että KF on hygroskooppinen ja siten imee kosteutta ympäristöstä. Näin ollen esitetty järjestely vastaisi vedetöntä muotoa (ilman vettä) eikä sen hydraatteja; jotka absorboivat niin paljon vettä, että ne jopa muuttuvat liukoisiksi ja "sulavat".

kosteuttaa

Hydraattien kiteiset rakenteet tulevat vähemmän yksinkertaisiksi. Miksi? Koska nyt vesimolekyylit vaikuttavat suoraan järjestelyihin ja ovat vuorovaikutuksessa K-ionien kanssa⁺ ja F^-. Jotkut kaikkein stabiileimmista hydraateista ovat KF2H₂O ja KF · 4H₂O.

Kummassakin hydraatissa edellä mainitut oktaedrit deformoituvat vesimolekyylien vuoksi. Tämä johtuu lähinnä F: n välisestä vesisillasta^- ja H₂O (F^--HOH). Kristallografiset tutkimukset ovat osoittaneet, että tästä huolimatta nämä kaksi ionia säilyttävät yhä saman määrän naapureita.

Kaiken tämän seurauksena vedettömän kaliumfluoridin alkuperäinen kuutiomuoto muuttuu monokliiniseksi ja jopa rombohedraaliseksi järjestelyksi.

Vedetön osuus on haihtuvaa omaisuutta siten, että niiden valkoiset kiteet, jos ne jäävät kosketuksiin kylmän sumun kanssa, muuttuisivat vesipitoisiksi lyhyessä ajassa.

ominaisuudet

Molekyylipaino

58,097 g / mol.

Fyysinen ulkonäkö (väri)

Valkoisia kuutiometriä kiteitä tai valkoista kiteistä hiukkasia.

maku

Akuutti suolaliuos.

Kiehumispiste

2,741 ° F - 760 mmHg (1502 ºC). Nestemäisessä tilassa siitä tulee sähkön johtaja, vaikka anionit F voivat^- älä tee yhteistyötä samalla tavalla kuin K⁺.

Sulamispiste

1,576 ° F; 858 ° C; 1131 K (vedetön KF). Tämä osoittaa sen vahvoja ionisidoksia.

liukoisuus

Liukenee HF: ään, mutta liukenematon alkoholiin. Tämä osoittaa, että fluoridin ja alkoholien, F^--HOR, eivät suosi solvaatioprosessia sen kiteisen verkon liukenemisen edessä.

Liukoisuus veteen

Vedetön 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); dihydraatti 349,3 g / 100 ml (18 ° C). Toisin sanoen KF: n hydraateina se liukenee veteen.

tiheys

2,48 g / cm³.

Höyrynpaine

100 kPa (750 mmHg) 1,499 ° C: ssa.

hajoaminen

Kuumentuessaan hajoamiseen se päästää myrkyllistä savua kaliumoksidista ja vetyfluoridista.

Syövyttävä vaikutus

Vesiliuos korrodoi lasia ja posliinia.

Leimahduspiste

Se ei ole syttyvä aine

Kokeellinen taitekerroin (ηD)

1363.

pysyvyys

Vakaa, jos se on suojattu kosteudelta, muuten kiinteä aine liukenee. Yhteensopimaton happojen ja vahvojen emästen kanssa.

sovellukset

Säädä pH

Kaliumfluoridin vesiliuoksia käytetään teollisissa sovelluksissa ja prosesseissa; esimerkiksi KF-ratkaisut mahdollistavat tekstiilien käsittelylaitoksissa ja pesuloissa valmistettujen tuotteiden pH: n säätämisen (ne vastaavat arvoa 7).

Fluorilähde

Kaliumfluoridi on fluorin pääasiallinen lähde. Tätä elementtiä käytetään ydinvoimaloissa ja epäorgaanisten ja orgaanisten yhdisteiden tuotannossa, joista jotkut käyttävät esimerkiksi hammastahnaan..

Fluorihiilivetyjen synteesi

Kaliumfluoridia voidaan käyttää fluorihiilen tai fluorihiilivetyjen synteesissä kloorihiilestä käyttämällä Finkeisteinin reaktiota. Tässä reaktiossa liuottimina käytetään eteeniglykolia ja dimetyylisulfoksidia.

fluoraus

Koska se on fluorilähde, jossa se liuotetaan veteen, kompleksiset fluoridit voidaan syntetisoida sen liuoksista; eli ne sisältävät F: n^- rakenteisiin. Esimerkkinä käytetään seuraavaa kemiallista yhtälöä:

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

Tämän jälkeen KMnF: n sekoitettu fluoridi saostuu₃. Siten F voitaisiin lisätä^- niin, että se on osa kompleksista metallisuolaa. Mangaanin lisäksi voidaan saostua myös muiden metallien fluorideja: KCoF₃, KFeF₃, Knif₃, KCUF₃ ja KZnF₃.

Samoin fluori voidaan sisällyttää kovalenttisesti aromaattiseen renkaaseen, syntetisoimalla organofluorattuja.

useat

KF: ää käytetään välituotteena tai raaka-aineena sellaisten yhdisteiden synteesissä, joita käytetään pääasiassa maatalouskemikaaleissa tai torjunta-aineissa.

Sitä käytetään lisäksi hitsaus- ja lasin kaiverrusaineena; se tarkoittaa, että sen vesiliuos syö lasin pintaa ja tulostaa muottiin halutun pinnan.

viittaukset

1. Kemiallinen kirja. (2017). Kaliumfluoridi. Haettu osoitteesta chemicalbook.com
2. Pubchem. (2019). Kaliumfluoridi. Haettu osoitteesta pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. T. H. Anderson ja E. C. Lincafelte. (1951). Kaliumfluorididihydraatin rakenne. Acta Cryst. 4, 181.
4. Royal Society of Chemistry. (2015). Kaliumfluoridi. ChemSpider. Haettu osoitteesta: chemspider.com
5. Maquimex. (N.D.). Kaliumfluoridi. Haettu osoitteesta maquimex.com