КАЛИЈУМ ФЛУОРИД (КФ): СТРУКТУРА, СВОЈСТВА И УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Калијум флуорид је неорганска халид који је со формирана између метала и халогена. Његова хемијска формула је КФ, што значи да за сваки К ⁺ катион постоји супротни Ф ^- . Као што се може видети, интеракције су електростатичке и према томе нема ковалентних КФ веза.

Ову сол карактерише изузетна растворљивост у води, због чега формира хидрате, апсорбује влагу и дивно је. Стога је врло лако припремити водене растворе истих, који служе као извор флуоридних аниона за све оне синтезе где је потребно уградити их у неку структуру.

Калијум флуорид. Извор: Габриел Боливар

На слици су приказани катион К ⁺ (љубичаста сфера) и Ф ^- анион (плавкаста сфера). Оба јона међусобно делују привлачећи се међусобно +1 и -1 набоја.

Иако КФ није тако опасан као ХФ, чињеница да има "потпуну слободу" за анион Ф ^- чини га отровном соли. Због тога су њихова раствора коришћена као инсектициди.

КИ настаје реакцијом калијум карбоната са флуороводичном киселином, стварајући калијум бифлуорид (КХФ ₂ ); која термичким распадањем завршава пореклом калијум флуорид.

Структура калијум-флуорида

Извор: Кубични аранжман или гем со за калијум флуорид. Бењах-бмм27, из Викимедиа Цоммонс

Горња слика приказује структуру калијум-флуорида. Љубичасте сфере, као на првој слици, представљају К ⁺ катионе ; док жућкасте сфере представљају Ф ^- анионе .

Имајте на уму да је распоред кубичан и да одговара камено-сланој структури, веома слично као натријум-хлорид. Све сфере су окружене са шест сусједа, који чине КФ ₆ или ФК ₆ октаедар ; то јест, сваки К ⁺ је окружен са шест Ф ^- , а исто се дешава и обрнуто.

Раније је поменуто да је КФ хигроскопски и зато апсорбује влагу из околине. Стога би приказани распоред одговарао безводном облику (без воде), а не његовим хидратима; које апсорбују толико воде да чак постају солубилизоване и „растопити се“ (деликесценце).

Хидрати

Кристалне структуре хидрата постају мање једноставне. Зашто? Зато што сада молекули воде директно интервенишу у аранжманима и међусобно делују са К ⁺ и Ф ^- јонима . Неки од најстабилнијих хидрате су КФ · 2Х ₂ О и КФ · 4Х ₂ О.

У оба хидрата управо су споменути октаедри деформисани молекулама воде. То је углавном због водоничних веза између Ф ^- и Х ₂ О (Ф ^- -ХОХ). Кристалографске студије су утврдиле да упркос томе два јона и даље имају исти број суседа.

Као резултат свега тога, оригинална кубична структура безводног калијум-флуорида трансформише се у моноклинички и равномерно ромбоедарски распоред.

Безводни деле импресивно својство, па би се њихови бели кристали, ако остану у контакту са хладном маглом, у кратком времену претворили у воденасту.

Својства

Молекуларна тежина

58.097 г / мол.

Физички изглед (боја)

Бијели кубни кристали или сјајни бијели кристални прах.

Укус

Оштар слани укус.

Тачка кључања

2.741 ° Ф до 760 ммХг (1502 ° Ц). У течном стању постаје проводник електричне енергије, мада Ф ^- аниони можда неће сарађивати у истом степену као К ⁺ .

Тачка топљења

1,576 ° Ф; 858 ° Ц; 1131 К (безводни КФ). То указује на његове снажне јонске везе.

Растворљивост

Растворљив у ХФ, али нетопљив у алкохолу. То показује да водоничне везе између флуорида и алкохола, Ф ^- -ХОР, не погодују процесу солвације против растварања њихове кристалне решетке.

Растворљивост у води

Безводни 92 г / 100 мл (18 ° Ц); 102 г / 100 мл (25 ° Ц); дихидрат 349,3 г / 100 мл (18 ° Ц). То јест, што је КФ хидратизован, то постаје растворљивији у води.

Густина

2,48 г / цм ³ .

Притисак паре

100 кПа (750 ммХг) на 1.499 ° Ц.

Декомпозиција

Када се загрева до разлагања, емитује отровни дим калијум оксида и флуороводика.

Корозивно деловање

Водена отопина нагриза стакло и порцулан.

Температура паљења

Није запаљива супстанца

Експериментални индекс лома (ηД)

1,363.

Стабилност

Стабилан ако је заштићен од влаге, иначе ће се чврста супстанца растопити. Некомпатибилне са јаким киселинама и базама.

Апликације

Подесите пХ

Водени раствори калијум-флуорида користе се у индустријским применама и процесима; на пример, КФ раствори омогућавају прилагођавање пХ у производњи у постројењима за прераду текстила и праоницама (близу вредности од 7).

Извор флуора

Калијум-флуорид је после флуорида водоника, главни извор добијања флуора. Овај елемент се користи у нуклеарним постројењима и у производњи неорганских и органских једињења, а неки се користе као што је његова уградња у пасте за зубе.

Синтеза флуорокарбона

Калијум-флуорид се може користити у синтези флуоро-угљеника или флуоро-угљеника из хлорокарбона, користећи Финкеистеинову реакцију. Као растварачи у овој реакцији користе се етилен гликол и диметил сулфоксид.

Флуоринација

Како је извор флуора тамо где је растворен у води, сложени флуориди се могу синтетизовати из његових раствора; то јест, Ф ^- је уграђен у структуре. Пример је у следећој хемијској једначини:

МнБр ₂ (ац) + 3КФ (ац) => КМнФ ₃ (с) + 2КБр (ац)

Помешани КМнФ ₃ флуорид затим таложи . Тако се Ф ^- може додати да би био део сложене металне соли. Поред мангана, флуориди других метала могу да се таложе: КЦоФ ₃ , КФеФ ₃ , КНиФ ₃ , КЦуФ ₃ и КЗнФ ₃ .

Исто тако, флуор се може ковалентно уклопити у ароматични прстен, синтетишући органофлуориде.

Разне

КФ се користи као интермедијар или сировина за синтезу једињења која се углавном користе у агрохемијским или пестицидним производима.

Поред тога, користи се као средство за полирање заваривања и јеткање стакла; то јест, њен водени раствор се поједе на површини чаше и на калупу исписује жељени слој.

Референце

1. Хемијска књига. (2017). Калијум флуорид. Опоравак од: цхемицалбоок.цом
2. ПубЦхем. (2019). Калијум флуорид. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
3. ТХ Андерсон и ЕЦ Линцафелте. (1951). Структура дихидрата калијум-флуорида. Ацта Црист. 4, 181.
4. Краљевско хемијско друштво. (2015). Калијум флуорид. ЦхемСпидер. Опоравак од: цхемспидер.цом
5. Макуимек. (сф) Калијум флуорид. Опоравак од: макуимек.цом