Структура фторида калия (KF), свойства и применение

фторид калия является неорганическим галогенидом, который состоит из соли, образованной между металлом и галогеном. Его химическая формула KF, что означает, что для каждого катиона K⁺ есть F^- коллеги. Как видно, взаимодействия являются электростатическими, и, как следствие, нет ковалентных связей K-F.

Эта соль характеризуется чрезвычайной растворимостью в воде, поэтому она образует гидраты, впитывает влагу и распадается. Поэтому очень легко приготовить его водные растворы, которые служат источником фторид-анионов для всего того синтеза, где вы хотите включить его в какую-то структуру..

Катион K показан выше⁺ (фиолетовая сфера) и анион F^- (синяя сфера). Оба иона взаимодействуют, притягивая друг друга своими зарядами +1 и -1.

Хотя KF не так опасен, как HF, тот факт, что он имеет «полную свободу» для аниона F^-, это превращает его в токсичную соль. Вот почему его решения были использованы в качестве инсектицидов.

KI получают взаимодействием карбоната калия с плавиковой кислотой с образованием бифторида калия (KHF).₂); который в результате термического разложения в конечном итоге вызывает фторид калия.

индекс

• 1 Структура фторида калия
  • 1.1 Гидраты
• 2 свойства
  • 2.1 Молекулярный вес
  • 2.2 Внешний вид (цвет)
  • 2.3 Вкус
  • 2.4 Точка кипения
  • 2.5 Точка плавления
  • 2.6 Растворимость
  • 2.7 Растворимость в воде
  • 2.8 Плотность
  • 2.9 Давление пара
  • 2.10 Разложение
  • 2.11 Коррозионное действие
  • 2.12 Температура вспышки
  • 2.13 Экспериментальный показатель преломления (ηD)
  • 2.14 Стабильность
• 3 использования
  • 3.1 Отрегулируйте pH
  • 3.2 Источник фтора
  • 3.3 Синтез фторуглеродов
  • 3.4 Фторирование
  • 3.5 Разное
• 4 Ссылки

Структура фторида калия

Структура фторида калия показана на верхнем изображении. Фиолетовые сферы, как на первом изображении, представляют катионы K⁺; в то время как желтоватые сферы представляют анионы F^-.

Обратите внимание, что расположение является кубическим и соответствует структуре, подобной каменной соли, очень похожей на структуру хлорида натрия. Все сферы окружены шестью соседями, которые составляют октаэдр KF₆ или ФК₆; то есть каждый К⁺ окружен шестью F^-, и то же самое происходит наоборот.

Выше было упомянуто, что KF гигроскопичен и поэтому поглощает влагу из окружающей среды. Таким образом, показанное расположение будет соответствовать безводной форме (без воды), а не ее гидратам; которые впитывают так много воды, что они даже становятся растворимыми и «тают» (бледность).

гидраты

Кристаллические структуры гидратов становятся менее простыми. Почему? Потому что теперь молекулы воды вмешиваются непосредственно в устройства и взаимодействуют с ионами К⁺ и F^-. Некоторые из наиболее стабильных гидратов KF · 2H₂О и КФ · 4Н₂О.

В обоих гидратах вышеупомянутые октаэдры деформированы из-за молекул воды. Это в основном связано с водородными мостиками между F^- и Н₂O (F^--НОН). Кристаллографические исследования определили, что, несмотря на это, два иона все еще сохраняют одинаковое количество соседей.

В результате всего этого исходная кубическая структура для безводного фторида калия превращается в моноклинное и даже ромбоэдрическое расположение.

Безводные имеют свойство распускаться, поэтому их белые кристаллы, если их оставить в контакте с холодным туманом, за короткое время станут водянистыми.

свойства

Молекулярный вес

58,097 г / моль.

Внешность (цвет)

Белые кубические кристаллы или белый кристаллический распадающийся порошок.

аромат

Острый солевой вкус.

Точка кипения

От 2,741 ºF до 760 мм рт. Ст. (1502 ºC). В жидком состоянии он становится проводником электричества, хотя анионы F могут^- не сотрудничать в той же степени вождения, что K⁺.

Точка плавления

1,576 ºF; 858 ºC; 1131 К (безводный KF). Это свидетельствует о его сильных ионных связей.

растворимость

Растворим в HF, но не растворим в спирте. Это показывает, что водородные связи между фторидом и спиртами, F^--HOR, не одобряйте процесс сольватации перед лицом растворения его кристаллической сети.

Растворимость в воде

Безводный 92 г / 100 мл (18 ° С); 102 г / 100 мл (25 ° С); дигидрат 349,3 г / 100 мл (18 ° С). То есть, как гидраты KF, он становится более растворимым в воде.

плотность

2,48 г / см³.

Давление пара

100 кПа (750 мм рт. Ст.) При 1499 ºC.

разложение

При нагревании до разложения выделяет токсичный дым из оксида калия и фтористого водорода.

Коррозионное действие

Водный раствор разъедает стекло и фарфор.

Точка вспышки

Это не легковоспламеняющееся вещество

Экспериментальный показатель преломления (ηD)

1363.

стабильность

Стабильно, если оно защищено от влаги, иначе твердое вещество растворится. Несовместимо с кислотами и сильными основаниями.

приложений

Отрегулируйте pH

Водные растворы фторида калия используются в промышленных применениях и процессах; например, решения KF позволяют регулировать рН на предприятиях, которые производятся на предприятиях по обработке текстиля и в прачечных (они приближают его к значению 7).

Источник фтора

Фторид калия является фтористым водородом, основным источником фтора. Этот элемент используется на ядерных установках и в производстве неорганических и органических соединений, некоторые из которых используются, например, для включения в зубную пасту..

Синтез фторуглеродов

Фторид калия может быть использован при синтезе фторуглерода или фторуглерода из хлоруглерода, с помощью реакции Финкейштейна. В этой реакции этиленгликоль и диметилсульфоксид используются в качестве растворителей..

фторирование

Поскольку он является источником фтора, где он растворяется в воде, из его растворов можно синтезировать сложные фториды; то есть они включают F^- к структурам. Пример взят в следующем химическом уравнении:

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

Затем смешанный фторид KMnF выпадает в осадок₃. Таким образом, F может быть добавлен^- так что это часть сложной соли металла. Помимо марганца могут быть осаждены фториды из других металлов: KCoF₃, KFeF₃, knif₃, KCUF₃ и KZnF₃.

Аналогично, фтор может быть включен ковалентно в ароматическое кольцо, синтезируя фторированный орган.

несколько

KF используется в качестве промежуточного или сырьевого материала для синтеза соединений, которые используются главным образом в агрохимических или пестицидных продуктах..

Кроме того, он используется в качестве флюса для сварки и гравировки стекла; то есть его водный раствор съедает поверхность стекла и на форме печатает желаемую поверхность.

ссылки

1. Химическая Книга. (2017). Фторид калия. Получено с: chemicalbook.com
2. PubChem. (2019). Фторид калия. Получено из: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Т. Х. Андерсон и Э. С. Линкафельте. (1951). Структура дигидрата фторида калия. Acta Cryst. 4, 181.
4. Королевское химическое общество. (2015). Фторид калия. ChemSpider. Получено с: chemspider.com
5. Maquimex. (Н.Д.). Фторид калия. Получено с: maquimex.com