Kaliumfluorid (KF) struktur, egenskaber og anvendelser

2025
Philip Kelley

Det kaliumfluorid Det er et uorganisk halogenid, der består af et salt dannet mellem metallet og halogenet. Dens kemiske formel er KF, hvilket betyder, at for hver kation K+ der er en F- modstykke. Som det kan ses, er interaktionerne elektrostatiske, og som et resultat er der ingen kovalente K-F-bindinger..

Dette salt er kendetegnet ved sin ekstreme opløselighed i vand, hvorfor det danner hydrater, absorberer fugt og er delikat. Derfor er det meget let at fremstille vandige opløsninger af det, der fungerer som en kilde til fluoranioner til alle de synteser, hvor du vil inkorporere det i en eller anden struktur.

Kaliumfluorid. Kilde: Gabriel Bolívar

Ovenfor er kation K+ (lilla kugle) og anionen F- (blålig kugle). Begge ioner interagerer og tiltrækker hinanden med deres +1 og -1 ladninger.

Selvom KF ikke er så farligt som HF, er det faktum, at det har anionen F-, gør det til et giftigt salt. Derfor er deres opløsninger blevet brugt som insekticider.

KI produceres ved omsætning af kaliumcarbonat med flussyre, der producerer kaliumbifluorid (KHFto); som ved termisk nedbrydning ender med oprindelse af kaliumfluorid.

Artikelindeks

  • 1 Struktur af kaliumfluorid
    • 1.1 Hydrater
  • 2 egenskaber
    • 2.1 Molekylvægt
    • 2.2 Fysisk udseende (farve)
    • 2.3 Smag
    • 2.4 Kogepunkt
    • 2.5 Smeltepunkt
    • 2.6 Opløselighed
    • 2.7 Opløselighed i vand
    • 2.8 Tæthed
    • 2.9 Damptryk
    • 2.10 Nedbrydning
    • 2.11 Ætsende handling
    • 2.12 Flammepunkt
    • 2.13 Eksperimentelt brydningsindeks (ηD)
    • 2.14 Stabilitet
  • 3 anvendelser
    • 3.1 Juster pH
    • 3.2 Fluorkilde
    • 3.3 Syntese af fluorcarboner
    • 3.4 Fluorering
    • 3.5 Forskellige
  • 4 Referencer

Struktur af kaliumfluorid

Kilde: Cubic fix eller perlesalt til kaliumfluorid. Benjah-bmm27 [Public domain], fra Wikimedia Commons

Det øverste billede viser strukturen af ​​kaliumfluorid. De lilla kugler, som i det første billede, repræsenterer K-kationerne+; mens de gule kugler repræsenterer anionerne F-.

Bemærk, at arrangementet er kubisk og svarer til en sten-salt-lignende struktur, meget lig den af ​​natriumchlorid. Alle kugler er omgivet af seks naboer, som udgør en octahedron KF6 eller FK6; det vil sige hver K+ omgiver sig med seks F-, og det samme sker omvendt.

Det blev tidligere nævnt, at KF er hygroskopisk og derfor absorberer fugt fra miljøet. Dette er tilfældet, det viste arrangement svarer til den vandfri form (uden vand) og ikke dens hydrater; som absorberer så meget vand, at de endda bliver solubiliserede og "smelter" (deliquescence).

Hydrater

Hydratens krystalstrukturer bliver mindre enkle. Hvorfor? Fordi vandmolekylerne nu griber direkte ind i arrangementerne og interagerer med K-ionerne+ og F-. En af de mest stabile hydrater er KF2HtoO og KF 4HtoELLER.

I begge hydrater deformeres den netop nævnte octahedra af vandmolekylerne. Dette skyldes primært hydrogenbindingerne mellem F- og HtoO (F--HOH). Krystallografiske undersøgelser har bestemt, at de to ioner på trods af dette fortsat har det samme antal naboer.

Som et resultat af alt dette bliver den oprindelige kubiske struktur for vandfrit kaliumfluorid et monoklinisk og endog rombohedralt arrangement..

Vandfrie deler den delikatesse egenskab, så deres hvide krystaller, hvis de efterlades i kontakt med en kold tåge, ville blive vandige på kort tid..

Ejendomme

Molekylær vægt

58,097 g / mol.

Fysisk udseende (farve)

Hvide kubiske krystaller eller delikatiserende hvidt krystallinsk pulver.

Smag

Skarp salt smag.

Kogepunkt

2.741 ° F til 760 mmHg (1502 ° C). I flydende tilstand bliver den en leder af elektricitet, skønt anionerne F- samarbejd ikke i samme grad som K+.

Smeltepunkt

1,576 ° F; 858 ° C; 1131 K (vandfri KF). Dette er tegn på dets stærke ioniske bindinger..

Opløselighed

Opløselig i HF, men uopløselig i alkohol. Dette viser, at hydrogenbindinger mellem fluor og alkoholer, F--HOR, favoriser ikke solvationsprocessen mod opløsning af dets krystalgitter.

Vandopløselighed

Vandfri 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); dihydrat 349,3 g / 100 ml (18 ° C). Når KF er hydreret, bliver det mere opløseligt i vand..

Massefylde

2,48 g / cm3.

Damptryk

100 kPa (750 mmHg) ved 1.499 ºC.

Nedbrydning

Når det opvarmes til nedbrydning, udsender det en giftig røg af kaliumoxid og hydrogenfluorid..

Ætsende handling

En vandig opløsning korroderer glas og porcelæn.

Flashpoint

Det er ikke et brandfarligt stof

Eksperimentelt brydningsindeks (ηD)

1.363.

Stabilitet

Stabil, hvis den er beskyttet mod fugt, ellers opløses det faste stof. Uforenelig med stærke syrer og baser.

Ansøgninger

Juster pH

Vandige kaliumfluoridopløsninger anvendes i industrielle applikationer og processer; F.eks. Tillader KF-opløsninger, at pH-værdien justeres ved fremstilling i tekstilforarbejdningsfaciliteter og i vaskerier (de tilnærmer den til en værdi på 7).

Fluorkilde

Kaliumfluorid er efter hydrogenfluorid, den vigtigste kilde til opnåelse af fluor. Dette element bruges i atomkraftværker og i produktionen af ​​uorganiske og organiske forbindelser, nogle med anvendelser såsom dets inkorporering i tandpastaer..

Syntese af fluorcarboner

Kaliumfluorid kan anvendes til syntesen af ​​fluorcarbon eller fluorcarbon fra chlorcarbon under anvendelse af Finkeistein-reaktionen. Ethylenglycol og dimethylsulfoxid anvendes som opløsningsmidler i denne reaktion..

Fluorering

Da det er en kilde til fluor, hvor det ligger opløst i vand, kan komplekse fluorider syntetiseres fra dets opløsninger; dvs. et F føjes til dem- til strukturer. Et eksempel er i følgende kemiske ligning:

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

KMnF blandet fluorid udfældes derefter3. Således F- så det er en del af et komplekst metalsalt. Foruden mangan kan fluorider af andre metaller udfældes: KCoF3, KFeF3, KNiF3, KCuF3 og KZnF3.

Ligeledes kan fluor inkorporeres kovalent i en aromatisk ring, der syntetiserer organofluorider.

Forskellige

KF anvendes som et mellemprodukt eller råmateriale til syntese af forbindelser, der hovedsagelig anvendes i landbrugskemikalier eller pesticidprodukter..

Derudover anvendes det som et flydende middel til svejsninger og til glasætsning; det vil sige, at den vandige opløsning spiser væk på overfladen af ​​glasset og på en form udskriver den ønskede finish.

Referencer

  1. Kemikaliebog. (2017). Kaliumfluorid. Gendannet fra: chemicalbook.com
  2. PubChem. (2019). Kaliumfluorid. Gendannet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. T. H. Anderson og E. C. Lincafelte. (1951). Strukturen af ​​kaliumfluoriddihydrat. Acta Cryst. 4, 181.
  4. Royal Society of Chemistry. (2015). Kaliumfluorid. ChemSpider. Gendannet fra: chemspider.com
  5. Maquimex. (s.f.). Kaliumfluorid. Gendannet fra: maquimex.com

Endnu ingen kommentarer