Структура, властивості та застосування фториду калію (КФ)



The фторид калію являє собою неорганічний галогенид, що складається з солі, утвореної між металом і галогеном. Його хімічна формула є KF, що означає, що для кожного K катіона+ є F- колеги. Як видно, взаємодії є електростатичними, і, як наслідок, немає ковалентних зв'язків K-F.

Ця сіль характеризується своєю надзвичайною розчинністю у воді, тому вона утворює гідрати, поглинає вологу і розпливається. Тому дуже легко готувати його водні розчини, які служать джерелом фторидних аніонів для всіх тих синтезів, де потрібно включити його в якусь структуру..

Катіон K показаний вище+ (фіолетова сфера) і аніон F- (синя сфера). Обидва іони взаємодіють, залучаючи один одного, своїми зарядами +1 і -1.

Хоча KF не є таким небезпечним, як HF, той факт, що він має "повну свободу" до аніону F-, вона перетворює її на токсичну сіль. Тому його розчини використовували як інсектициди.

KI отримують шляхом взаємодії карбонату калію з фтористоводневою кислотою, що продукує бифторид калію (KHF).2); які за допомогою термічного розкладання викликають фторид калію.

Індекс

  • 1 Склад фториду калію
    • 1.1 Гідрати
  • 2 Властивості
    • 2.1 Молекулярна маса
    • 2.2 Фізичний вигляд (колір)
    • 2.3 Смак
    • 2.4 Точка кипіння
    • 2.5 Точка плавлення
    • 2.6 Розчинність
    • 2.7 Розчинність у воді
    • 2.8 Щільність
    • 2.9 Тиск пари
    • 2.10 Розкладання
    • 2.11 Корозійна дія
    • 2.12 Точка спалаху
    • 2.13 Експериментальний показник заломлення (ηD)
    • 2.14 Стабільність
  • 3 Використання
    • 3.1 Встановіть pH
    • 3.2 Джерело фтору
    • 3.3 Синтез фторуглеродов
    • 3.4 Фторування
    • 3.5 Різні
  • 4 Посилання

Склад фториду калію

Структура фториду калію показана на верхньому зображенні. Пурпурні сфери, як і на першому зображенні, являють собою катіони K+; в той час як жовтуваті сфери являють собою F аніони-.

Зауважимо, що розташування кубічне і відповідає структурі, такі як кам'яна сіль, дуже схожа на структуру натрію хлориду. Всі сфери оточені шістьма сусідами, які складають октаедр KF6 або FK6; тобто кожен K+ оточений шістьма F-, і те ж відбувається і навпаки.

Вище було зазначено, що KF є гігроскопічним і тому вбирає вологу з навколишнього середовища. Таким чином, показане розташування буде відповідати безводній формі (без води), а не її гідратам; які поглинають стільки води, що навіть стають розчинними і "розплавляються" (розплавлення).

Гідрати

Кристалічні структури гідратів стають менш простими. Чому? Тому що зараз молекули води втручаються безпосередньо в механізми і взаємодіють з іонами K+ і F-. Деякі з найбільш стабільних гідратів є KF · 2H2O і KF · 4H2O.

В обох гідратах згадані октаедри деформуються через молекули води. Це головним чином пов'язано з водневими мостами між F- і Н2O (F--HOH). Кристалографічні дослідження визначили, що, незважаючи на це, два іони зберігають однакову кількість сусідів.

Внаслідок цього, вихідна кубічна структура для безводного фториду калію перетворюється на моноклінну і навіть ромбоедричну композицію.

Безводний розділяє волокнисту властивість, так що їх білі кристали, якщо вони залишаться в контакті з холодним туманом, стануть водянистими за короткий час.

Властивості

Молекулярна маса

58,097 г / моль.

Зовнішній вигляд (колір)

Білі кубічні кристали або білий кристалічний розпливчастий порошок.

Смак

Гострий сольовий смак.

Точка кипіння

2,741 ºF до 760 мм рт.ст. (1502 ºC). У рідкому стані він стає провідником електрики, хоча аніони F можуть- не співпрацюйте в тій же мірі, що і K+.

Точка плавлення

1,576 ºF; 858 ºC; 1131 К (безводний KF). Це свідчить про його сильні іонні зв'язки.

Розчинність

Розчинний у HF, але нерозчинний у спирті. Це показує, що водневі зв'язки між фторидом і спиртами, F--HOR, не сприяють процесу сольватації в умовах розчинення його кристалічної мережі.

Розчинність у воді

Безводний 92 г / 100 мл (18 ° С); 102 г / 100 мл (25 ° С); дигідрат 349,3 г / 100 мл (18 ° С). Тобто, оскільки KF гідрат, вона стає більш розчинною у воді.

Щільність

2,48 г / см3.

Тиск пари

100 кПа (750 мм рт.ст.) при 1,499 ºC.

Розкладання

При нагріванні до розкладання він виділяє токсичний дим оксиду калію і фтористого водню.

Корозійна дія

Водний розчин роз'їдає скло і фарфор.

Точка спалаху

Це не легкозаймисті речовини

Експериментальний показник заломлення (ηD)

1,363.

Стабільність

Стабільний, якщо він захищений від вологи, інакше тверда речовина розчиняється. Несумісний з кислотами і сильними основами.

Використання

Відрегулюйте pH

Водні розчини фториду калію використовують у промислових застосуваннях і процесах; наприклад, рішення KF дозволяють регулювати рН у виробництві, що виробляється на підприємствах з переробки текстилю та у пральнях (вони приблизно дорівнюють 7).

Джерело фтору

Фторид калію є після фтористого водню, основним джерелом фтору. Цей елемент використовується на атомних станціях і у виробництві неорганічних і органічних сполук, деякі з їх застосуванням, наприклад, їх включення в зубну пасту..

Синтез фторуглеродов

Фторид калію може бути використаний при синтезі фторуглеродов або фторуглеродов з хлорвуглецю, використовуючи реакцію Finkeistein. У цій реакції в якості розчинників використовують етиленгліколь і диметилсульфоксид.

Фторування

Оскільки вона є джерелом фтору, де вона розчиняється у воді, комплексні фториди можуть бути синтезовані з її розчинів; тобто вони включають F- структурам. Прикладом є наступне хімічне рівняння:

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

Потім змішують фторид KMnF3. Таким чином, F може бути доданий- так що він є частиною складної металевої солі. Крім марганцю, фториди з інших металів можуть бути осаджені: KCoF3, KFeF3, KNiF3, KCuF3 і KZnF3.

Аналогічно, фтор може бути включений ковалентно в ароматичне кільце, синтезуючи органофторированное.

Різні

KF використовують в якості проміжного або сировинного матеріалу для синтезу сполук, які використовуються в основному в агрохімічних або пестицидних продуктах.

Крім того, він використовується як флюсуючий засіб для зварювання і гравірування скла; його водний розчин з'їдає поверхню скла і, на прес-формі, друкує бажану обробку.

Список літератури

  1. Хімічна книга. (2017). Фторид калію. Отримано з: chemicalbook.com
  2. PubChem. (2019). Фторид калію. Отримано з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. Т. Х. Андерсон і Е. С. Лінкафельте. (1951). Структура фториду калію дигідрат. Acta Cryst. 4, 181.
  4. Королівське хімічне товариство. (2015). Фторид калію. ChemSpider Отримано з: chemspider.com
  5. Maquimex (s.f.). Фторид калію. Отримано з: maquimex.com