KALIUMFLUORID (KF): STRUKTUR, EGENSKAPER OCH ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2026

Den kaliumfluorid är en oorganisk halogenid, som är ett salt bildat mellan metallen och halogen. Dess kemiska formel är KF, vilket betyder att för varje K ⁺ -kation finns en motsvarighet F ^- . Som framgår är interaktioner elektrostatiska, och som en följd finns det inga kovalenta KF-bindningar.

Detta salt kännetecknas av dess extrema löslighet i vatten, varför det bildar hydrater, absorberar fukt och är deliquescent. Därför är det mycket lätt att framställa vattenhaltiga lösningar av det, som tjänar som en källa för fluorjonjoner för alla dessa synteser där det är önskvärt att införliva det i någon struktur.

Kaliumfluorid. Källa: Gabriel Bolívar

Ovan visas K ⁺ katjon (lila sfär) och F ^- anjon (blåaktig sfär). Båda jonerna interagerar och lockar varandra med sina +1- och -1-laddningar.

Även om KF inte är lika farligt som HF gör det faktum att det har "total frihet" för anjonen F ^- det ett giftigt salt. Det är därför deras lösningar har använts som insektsmedel.

KI produceras genom att reagera kaliumkarbonat med fluorvätesyra, vilket ger kaliumbifluorid (KHF ₂ ); som genom termisk sönderdelning hamnar med ursprung av kaliumfluorid.

Struktur av kaliumfluorid

Källa: Kubikarrangemang eller pärlsalt för kaliumfluorid. Benjah-bmm27, från Wikimedia Commons

Den övre bilden visar strukturen för kaliumfluorid. De lila sfärerna, som i den första bilden, representerar K ⁺ -kationerna ; medan de gulaktiga sfärerna representerar F ^- anjonerna .

Observera att arrangemanget är kubiskt och motsvarar en bergsaltliknande struktur, mycket lik den för natriumklorid. Alla sfärer är omgivna av sex grannar, som utgör en KF ₆ eller FK ₆ oktaeder ; det vill säga varje K ⁺ är omgiven av sex F ^- , och detsamma händer vice versa.

Det nämndes tidigare att KF är hygroskopiskt och därför absorberar fukt från miljön. Således skulle arrangemanget som visas motsvara den vattenfria formen (utan vatten) och inte till dess hydrater; som absorberar så mycket vatten att de till och med blir solubiliserade och "smälter" (deliquescens).

hydrater

De kristallina strukturerna av hydrater blir mindre enkla. Varför? För nu ingriper vattenmolekylerna direkt i arrangemangen och interagerar med K ⁺ och F ^- jonerna . Några av de mest stabila hydrater är KF · 2H ₂ O och KF · 4H ₂ O.

I båda hydraterna deformeras octahedra just av vattenmolekylerna. Detta beror främst på att vätebindningar mellan F ^- och H ₂ O (F ^- -HOH). Kristallografiska studier har fastställt att trots detta fortsätter de två jonerna att ha samma antal grannar.

Som ett resultat av allt detta förvandlas den ursprungliga kubiska strukturen för vattenfri kaliumfluorid till ett monokliniskt och till och med romboedralt arrangemang.

Vattenfria delar deliquescent egenskapen, så att deras vita kristaller om de lämnas i kontakt med en kall dimma skulle bli vattniga på kort tid.

Egenskaper

Molekylvikt

58,097 g / mol.

Fysiskt utseende (färg)

Vita kubiska kristaller eller deliquescent vitt kristallint pulver.

Smak

Skarp salt smak.

Kokpunkt

2 741 ° F till 760 mmHg (1502 ° C). I flytande tillstånd, det blir en elektrisk ledare, även om F ^- anjonerna kan inte samarbeta för att i samma grad som K ⁺ .

Smältpunkt

1,576 ° F; 858 ° C; 1131 K (vattenfri KF). Detta indikerar dess starka joniska bindningar.

löslighet

Löslig i HF, men olöslig i alkohol. Detta visar att vätebindningarna mellan fluorid och alkoholer, F ^- -HOR, inte gynnar lösningsförfarandet mot upplösning av deras kristallina gitter.

Vattenlöslighet

Vattenfritt 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); dihydrat 349,3 g / 100 ml (18 ° C). Det vill säga när KF hydratiseras blir det mer lösligt i vatten.

Densitet

2,48 g / cm ^{^} .

Ångtryck

100 kPa (750 mmHg) vid 1499 ° C.

Sönderfall

När den upphettas till sönderdelning avger den en giftig rök av kaliumoxid och vätefluorid.

Frätande åtgärder

En vattnig lösning korroderar glas och porslin.

Flampunkt

Det är inte ett brandfarligt ämne

Experimentellt brytningsindex (ηD)

1363.

Stabilitet

Stabil om den är skyddad mot fukt, annars kommer det fasta ämnet att lösa sig. Oförenlig med starka syror och baser.

tillämpningar

Justera pH

Vattenlösningar av kaliumfluorid används i industriella tillämpningar och processer; till exempel tillåter KF-lösningar att pH justeras vid tillverkning i textilbearbetningsanläggningar och i tvättställ (nära ett värde av 7).

Fluorkälla

Kaliumfluorid är efter vätefluorid, den viktigaste källan för att erhålla fluor. Detta element används i kärnkraftverk och vid framställning av oorganiska och organiska föreningar, vissa med användningar såsom inkorporering i tandkräm.

Syntes av fluorkolväten

Kaliumfluorid kan användas vid syntesen av fluorkol eller fluorkol från klorkol med användning av Finkeistein-reaktionen. Etylenglykol och dimetylsulfoxid används som lösningsmedel vid denna reaktion.

fluore

Eftersom det är en fluorkälla där den ligger upplöst i vatten, kan komplexa fluorider syntetiseras från dess lösningar; det vill säga en F ^- är integrerad i strukturerna. Ett exempel är i följande kemiska ekvation:

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

Den blandade KMnF ₃ fluorid utfälles sedan . Således kunde F ^- läggas till för att göra det till en del av ett komplext metallsalt. Förutom mangan kan fluorider av andra metaller fällas ut: KCoF ₃ , KFeF ₃ , KNiF ₃ , KCuF ₃ och KZnF ₃ .

På liknande sätt kan fluor inkorporeras kovalent i en aromatisk ring, som syntetiserar organofluorider.

Olika

KF används som mellanprodukt eller råmaterial för syntes av föreningar som huvudsakligen används i jordbruksprodukter eller bekämpningsmedel.

Dessutom används det som ett flussmedel för svetsning och glasetsning; det vill säga dess vattenhaltiga lösning äter bort vid ytan av glaset och på en form, trycker du den önskade ytan.

referenser

1. Kemisk bok. (2017). Kaliumfluorid. Återställd från: chemicalbook.com
2. PubChem. (2019). Kaliumfluorid. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. TH Anderson och EC Lincafelte. (1951). Strukturen för kaliumfluorid-dihydrat. Acta Cryst. 4, 181.
4. Royal Society of Chemistry. (2015). Kaliumfluorid. ChemSpider. Återställd från: chemspider.com
5. Maquimex. (Sf). Kaliumfluorid. Återställs från: maquimex.com