FLUORURĂ DE POTASIU (KF): STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI ȘI UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Fluorura de potasiu este o halogenură anorganică , care este o sare formată între metal și halogen. Formula sa chimică este KF, ceea ce înseamnă că pentru fiecare cation K ⁺ există o contraparte F ^- . După cum se poate observa, interacțiunile sunt electrostatice și, în consecință, nu există legături Kovalente.

Această sare se caracterizează prin solubilitatea sa extremă în apă, motiv pentru care formează hidrați, absoarbe umezeala și este delicios. Prin urmare, este foarte ușor să prepari soluții apoase din acesta, care servesc drept sursă de anioni fluor pentru toate acele sinteze în care se dorește încorporarea acesteia într-o structură.

Fluorură de potasiu. Sursa: Gabriel Bolívar

Prezentat mai sus sunt K ⁺ cation (sferă purpuriu) și F ^- anion (sferă blueish). Ambii ioni interacționează atrăgându-se reciproc prin taxele lor +1 și -1.

Deși KF nu este la fel de periculos ca HF, faptul că are „libertate totală” față de anionul F ^- , îl face o sare toxică. De aceea, soluțiile lor au fost utilizate ca insecticide.

KI este produs prin reacția carbonatului de potasiu cu acidul fluorhidric, producând bifluorură de potasiu (KHF ₂ ); care prin descompunere termică sfârșește prin originea fluorurii de potasiu.

Structura fluorurii de potasiu

Sursa: Aranjament cubic sau sare gemă pentru fluorura de potasiu. Benjah-bmm27, de la Wikimedia Commons

Imaginea superioară arată structura fluorurii de potasiu. Sferele mov, ca în prima imagine, reprezintă cationii K ⁺ ; în timp ce sferele gălbui reprezintă F ^- anioni .

Rețineți că aranjamentul este cubic și corespunde unei structuri asemănătoare cu roca, foarte asemănătoare cu cea a clorurii de sodiu. Toate sferele sunt înconjurate de șase vecini, care alcătuiesc un octaedru KF ₆ sau FK ₆ ; adică fiecare K ⁺ este înconjurat de șase F ^- și același lucru se întâmplă invers.

S-a menționat mai devreme că KF este higroscopic și, prin urmare, absoarbe umiditatea din mediu. Astfel, aranjamentul arătat ar corespunde formei anhidre (fără apă) și nu hidraților săi; care absorb atât de multă apă, încât chiar se solubilizează și „se topește” (delicență).

Hidrații

Structurile cristaline ale hidraților devin mai puțin simple. De ce? Deoarece acum moleculele de apa intervin direct în aranjamentele și să interacționeze cu K ⁺ și F ^- ioni . Unele dintre cele mai stabile sunt hidrații KF · 2H ₂ O și KF · 4H ₂ O.

În ambele hidrate, octaedrele menționate anterior sunt deformate de moleculele de apă. Acest lucru se datorează în principal legături de hidrogen între F ^- și H ₂ O (F ^- -HOH). Studiile cristalografice au stabilit că, în ciuda acestui fapt, cei doi ioni continuă să aibă același număr de vecini.

Ca urmare a tuturor acestor lucruri, structura cubică originală pentru fluorura de potasiu anhidră este transformată într-un aranjament monoclinic și chiar romboedric.

Cele anhidre împărtășesc proprietatea delicioasă, astfel încât cristalele lor albe, dacă sunt lăsate în contact cu o ceață rece, s-ar transforma în apă în scurt timp.

Proprietăți

Greutate moleculară

58,097 g / mol.

Aspect fizic (culoare)

Cristale albe cubice sau pulbere cristalină albă delicată.

Gust

Gust ascutit sarat.

Punct de fierbere

2,741 ° F până la 760 mmHg (1502 ° C). În stare lichidă, ea devine un conductor de electricitate, deși F ^- anionii pot să nu colaboreze la același nivel ca și K ⁺ .

Punct de topire

1.576 ° F; 858 ° C; 1131 K (KF anhidru). Aceasta indică legăturile sale ionice puternice.

Solubilitate

Solubil în HF, dar insolubil în alcool. Acest lucru arată că legăturile de hidrogen dintre fluor și alcooli, F ^- -HOR, nu favorizează procesul de solvare împotriva dizolvării rețelelor lor cristaline.

Solubilitatea apei

Anhidru 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); dihidrat 349,3 g / 100 ml (18 ° C). Adică, pe măsură ce KF este hidratat, devine mai solubil în apă.

Densitate

2,48 g / cm ³ .

Presiunea de vapori

100 kPa (750 mmHg) la 1.499 ° C.

Descompunere

Când este încălzit până la descompunere, emite un fum toxic de oxid de potasiu și fluorură de hidrogen.

Acțiune corozivă

O soluție apoasă corodează sticla și porțelanul.

Punct de aprindere

Nu este o substanță inflamabilă

Indicele de refracție experimental (ηD)

1363.

Stabilitate

Stabil dacă este protejat de umiditate, altfel solidul se va dizolva. Incompatibil cu acizi și baze puternice.

Aplicații

Reglați pH-ul

Soluții apoase de fluorură de potasiu sunt utilizate în aplicații și procese industriale; de exemplu, soluțiile KF permit reglarea pH-ului în fabricarea instalațiilor de prelucrare a textilelor și în spălătorii (aproape de o valoare de 7).

Sursa de fluor

Fluorura de potasiu este după fluorura de hidrogen, principala sursă de obținere a fluorului. Acest element este utilizat în uzinele nucleare și în producția de compuși anorganici și organici, unii cu utilizări precum încorporarea acestuia în pastele de dinți.

Sinteza fluorocarburilor

Fluorura de potasiu poate fi folosită în sinteza fluorocarbonului sau fluorocarbonului din clorocarbon, folosind reacția Finkeistein. Ca solvenți în această reacție se utilizează etilenglicol și dimetil sulfoxid.

fluorurare

Întrucât este o sursă de fluor unde se află dizolvată în apă, fluorurile complexe pot fi sintetizate din soluțiile sale; adică un F ^- este încorporat în structuri. Un exemplu este în următoarea ecuație chimică:

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

Fluorura KMnF ₃ amestecată apoi precipită . Astfel, F ^- ar putea fi adăugat pentru a face parte dintr-o sare metalică complexă. Pe lângă mangan, fluorurile altor metale pot fi precipitate: KCoF ₃ , KFeF ₃ , KNiF ₃ , KCuF ₃ și KZnF ₃ .

De asemenea, fluorul poate fi încorporat covalent într-un inel aromatic, sintetizând organofluorurile.

Variat

KF este utilizat ca intermediar sau materie primă pentru sinteza compușilor care sunt folosiți în principal în produse agrochimice sau pesticide.

În plus, este utilizat ca agent de flux pentru sudarea și gravarea sticlei; adică soluția sa apoasă mănâncă la suprafața paharului și, pe o matriță, imprimă finisajul dorit.

Referințe

1. Carte chimică. (2017). Fluorură de potasiu. Recuperat din: chemicalbook.com
2. Extract. (2019). Fluorură de potasiu. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. TH Anderson și EC Lincafelte. (1951). Structura dihidratului de fluor de potasiu. Acta Cryst. 4, 181.
4. Societatea Regală de Chimie. (2015). Fluorură de potasiu. ChemSpider. Recuperat de la: chemspider.com
5. Maquimex. (Sf). Fluorură de potasiu. Recuperat de la: maquimex.com