KALIUMFLUORID (KF): STRUKTUR, EGENSKAPER OG BRUKSOMRÅDER - KJEMI - 2026

Den kaliumfluorid er et uorganisk halogenid som er et salt dannet mellom metallet og halogen. Den kjemiske formelen er KF, som betyr at for hver K ⁺ -kation er det et motstykke F ^- . Som det fremgår, er interaksjonene elektrostatiske, og som en konsekvens er det ingen kovalente KF-bindinger.

Dette saltet er preget av sin ekstreme løselighet i vann, og det er grunnen til at det danner hydrater, absorberer fuktighet og er deliquescerende. Derfor er det veldig enkelt å fremstille vandige oppløsninger av den, som tjener som en kilde til fluoranioner for alle de syntesene der det er ønsket å innlemme den i en viss struktur.

Kaliumfluorid. Kilde: Gabriel Bolívar

Ovenfor er K ⁺ kation (lilla sfære) og F ^- anion (blålig sfære). Begge ionene samvirker og tiltrekker hverandre ved +1- og -1-ladningene.

Selv om KF ikke er så farlig som HF, gjør det at den har "total frihet" for anionen F ^- , det til et giftig salt. Derfor har løsningene deres blitt brukt som insektmidler.

KI produseres ved å omsette kaliumkarbonat med fluor-fluorsyre, og produsere kaliumbifluorid (KHF ₂ ); som ved termisk spaltning ender med opprinnelse av kaliumfluorid.

Struktur av kaliumfluorid

Kilde: Kubisk arrangement eller perlesalt for kaliumfluorid. Benjah-bmm27, fra Wikimedia Commons

Det øvre bildet viser strukturen til kaliumfluorid. De lilla kulene representerer K ⁺ -kationene, som i det første bildet ; mens de gulaktige kulene representerer F ^- anionene .

Legg merke til at arrangementet er kubisk og tilsvarer en steinsaltlignende struktur, veldig lik den for natriumklorid. Alle områdene er omgitt av seks naboer, som utgjør en KF ₆ eller FK ₆ oktaeder ; det vil si at hver K ⁺ er omgitt av seks F ^- , og det samme skjer omvendt.

Det ble nevnt tidligere at KF er hygroskopisk og derfor tar opp fuktighet fra omgivelsene. Dermed vil arrangementet som tilsvarer den vannfrie formen (uten vann) og ikke dets hydrater; som absorberer så mye vann at de til og med blir solubiliserte og "smelter" (deliquescence).

hydrater

De krystallinske strukturer av hydrater blir mindre enkle. Hvorfor? For nå griper vannmolekylene direkte inn i arrangementene og interagerer med K ⁺ og F ^- ionene . Noen av de mest stabile hydratene er KF · 2H ₂ O og KF · 4H ₂ O.

I begge hydratene deformeres oktaederen som nettopp nevnt av vannmolekylene. Dette skyldes hovedsakelig hydrogenbindinger mellom F ^- og H ₂ O (F ^- -HOH). Krystallografiske studier har bestemt at til tross for dette fortsetter de to ionene å ha samme antall naboer.

Som et resultat av alt dette blir den opprinnelige kubiske strukturen for vannfritt kaliumfluorid omdannet til en monoklinisk og til og med romboedral innretning.

Vannfrie deler den deliquescerende egenskapen, så de hvite krystaller hvis de blir i kontakt med en kald tåke ville bli vannige på kort tid.

Egenskaper

Molekylær vekt

58,097 g / mol.

Fysisk utseende (farge)

Hvite kubikkrystaller eller deliquescent hvitt krystallinsk pulver.

Smak

Skarp salt smak.

Kokepunkt

2 741 ° F til 760 mmHg (1502 ° C). I flytende tilstand blir det en leder av elektrisitet, selv om F ^- anionene kanskje ikke samarbeider i samme grad som K ⁺ .

Smeltepunkt

1,576 ° F; 858 ° C; 1131 K (vannfri KF). Dette er en indikasjon på dens sterke ioniske bindinger.

løselighet

Løselig i HF, men uoppløselig i alkohol. Dette viser at hydrogenbindingene mellom fluor og alkoholer, F ^- -HOR, ikke favoriserer oppløsningsprosessen mot oppløsningen av deres krystallinske gitter.

Vannløselighet

Vannfri 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); dihydrat 349,3 g / 100 ml (18 ° C). Det vil si at etter hvert som KF hydratiseres, blir det mer løselig i vann.

tetthet

2,48 g / cm ³ .

Damptrykk

100 kPa (750 mmHg) ved 1499 ° C.

dekomponering

Når den varmes opp til spaltning, avgir den en giftig røyk av kaliumoksyd og hydrogenfluorid.

Ætsende handling

En vannaktig løsning korroderer glass og porselen.

Flashpoint

Det er ikke et brannfarlig stoff

Eksperimentell brytningsindeks (ηD)

1363.

Stabilitet

Stabil hvis den er beskyttet mot fuktighet, ellers oppløses det faste stoffet. Uforenlig med sterke syrer og baser.

applikasjoner

Juster pH

Vandige oppløsninger av kaliumfluorid brukes i industrielle applikasjoner og prosesser; for eksempel lar KF-løsninger pH justeres ved produksjon i tekstilbehandlingsanlegg og i vaskerier (nær en verdi av 7).

Fluorkilde

Kaliumfluorid er etter hydrogenfluorid, den viktigste kilden for å få fluor. Dette elementet brukes i atomkraftverk og i produksjon av uorganiske og organiske forbindelser, noen med bruksområder som inkorporering i tannkrem.

Syntese av fluorokarboner

Kaliumfluorid kan brukes i syntesen av fluorocarbon eller fluorocarbon fra klorocarbon ved å bruke Finkeistein-reaksjonen. Etylenglykol og dimetylsulfoksyd brukes som løsningsmidler i denne reaksjonen.

fluorination

Siden det er en kilde til fluor der den ligger oppløst i vann, kan komplekse fluorider syntetiseres fra dens løsninger; det vil si at en F ^- er innlemmet i strukturene. Et eksempel er i følgende kjemiske ligning:

MnBr ₂ (ac) + 3KF (ac) => KMnF ₃ (s) + 2KBr (ac)

Den blandede KMnF _3- fluor deretter utfelles . Dermed kunne F ^- tilsettes for å gjøre det til en del av et komplekst metallsalt. Foruten mangan, kan fluorider av andre metaller presipitere: KCoF ₃ , KFeF ₃ , KNiF ₃ , KCuF ₃ og KZnF ₃ .

På samme måte kan fluor inkorporeres kovalent i en aromatisk ring og syntetisere organofluorider.

Diverse

KF brukes som et mellomprodukt eller råstoff for syntese av forbindelser som hovedsakelig brukes i agrokjemiske eller plantevernmidler.

I tillegg brukes det som et flytende middel for sveising og glassetsing; det vil si at den vandige løsningen spiser bort ved overflaten av glasset, og på en form skriver du ut den ønskede finishen.

referanser

1. Kjemisk bok. (2017). Kaliumfluorid. Gjenopprettet fra: chemicalbook.com
2. Pubchem. (2019). Kaliumfluorid. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. TH Anderson og EC Lincafelte. (1951). Strukturen av kaliumfluoriddihydrat. Acta Cryst. 4, 181.
4. Royal Society of Chemistry. (2015). Kaliumfluorid. ChemSpider. Gjenopprettet fra: chemspider.com
5. Maquimex. (SF). Kaliumfluorid. Gjenopprettet fra: maquimex.com