KĀLIJA FLUORĪDS (KF): STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS UN PIELIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025

Kālija fluorīds ir neorganisks halogenīda, kas ir sāls, kas veidojas starp metāla un halogēna atoma. Tā ķīmiskā formula ir KF, kas nozīmē, ka katram K ⁺ katjonam ir ekvivalents F ^- . Kā redzams, mijiedarbība ir elektrostatiska, un tāpēc nav kovalento KF saišu.

Šim sālim ir raksturīga ārkārtēja šķīdība ūdenī, tāpēc tas veido hidrātus, absorbē mitrumu un ir šķīstošs. Tāpēc ir ļoti viegli pagatavot tā ūdens šķīdumus, kas kalpo par fluora anjonu avotu visām tām sintēzēm, kurās ir vēlams to iekļaut kādā struktūrā.

Kālija fluorīds. Avots: Gabriel Bolívar

Iepriekš parādīti K ⁺ katjons (purpursarkanā sfēra) un F ^- anjons (zilgana lode). Abi joni mijiedarbojas, piesaistot viens otru ar to +1 un -1 lādiņiem.

Lai arī KF nav tik bīstams kā HF, fakts, ka tam ir “pilnīga brīvība” pret anjonu F ^- , padara to par toksisku sāli. Tāpēc to šķīdumi ir izmantoti kā insekticīdi.

KI iegūst, reaģējot kālija karbonātu ar fluorūdeņražskābi, iegūstot kālija bifluorīdu (KHF ₂ ); kas termiskās sadalīšanās rezultātā iegūst kālija fluorīdu.

Kālija fluorīda struktūra

Avots: Kubiska izkārtojums vai kālija fluorīda dārgakmens sāls. Benjah-bmm27, no Wikimedia Commons

Augšējā attēlā parādīta kālija fluorīda struktūra. Violetas sfēras, tāpat kā pirmajā attēlā, attēlo K ⁺ katjonus ; savukārt dzeltenīgās sfēras apzīmē F ^- anionus .

Ņemiet vērā, ka izvietojums ir kubisks un atbilst akmeņsālim līdzīgai struktūrai, kas ir ļoti līdzīga nātrija hlorīda struktūrai. Visas sfēras ieskauj seši kaimiņi, kas veido KF ₆ vai FK ₆ oktaedru ; tas ir, katru K ⁺ ieskauj seši F ^- , un tas pats notiek otrādi.

Iepriekš tika minēts, ka KF ir higroskopisks un tāpēc absorbē mitrumu no apkārtējās vides. Tādējādi parādītais izvietojums atbilstu bezūdens formai (bez ūdens), nevis tās hidrātiem; kas absorbē tik daudz ūdens, ka pat izšķīst un "izkūst" (izdalās).

Hidrāti

Hidrātu kristāliskās struktūras kļūst mazāk vienkāršas. Kāpēc? Jo tagad ūdens molekulas iejaukties tieši kārtību un mijiedarboties ar K ⁺ un F ^- jonus . Daži no stabilākajiem hidrātiem ir KF · 2H ₂ O un KF · 4H ₂ O.

Abos hidrātos tikko pieminēto oktaedru deformē ūdens molekulas. Tas galvenokārt ir saistīts ar ūdeņraža saitēm starp F ^- un H ₂ O (F ^- HOH). Kristalogrāfiskie pētījumi ir atklājuši, ka, neskatoties uz to, abiem joniem joprojām ir vienāds kaimiņu skaits.

Visa tā rezultātā sākotnējā bezūdens kālija fluorīda kubiskā struktūra tiek pārveidota par monoklinisku un pat romboedrisku izkārtojumu.

Bezūdens materiāliem ir kopīga izdalīšanās īpašība, tāpēc to baltie kristāli, ja tos nonāk saskarē ar aukstu miglu, īsā laikā kļūs ūdeņaini.

Īpašības

Molekulārais svars

58,097 g / mol.

Fiziskais izskats (krāsa)

Balti kubiski kristāli vai šķīstošs balts kristālisks pulveris.

Garša

Asas sāļās garšas.

Vārīšanās punkts

2,741 ° F līdz 760 mmHg (1502 ° C). Jo šķidrā stāvoklī, tas kļūst diriģents elektroenerģijas, gan F ^- anjoni var nevar sadarboties tādā pašā mērā, kā K ⁺ .

Kušanas punkts

1576 ° F; 858 ° C; 1131 K (bezūdens KF). Tas liecina par spēcīgajām jonu saitēm.

Šķīdība

Šķīst HF, bet nešķīst spirtā. Tas parāda, ka ūdeņraža saites starp fluoru un spirtiem, F ^- HOR, neveicina solvācijas procesu pret to kristāliskās režģa izšķīšanu.

Šķīdība ūdenī

Bezūdens 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); dihidrāts 349,3 g / 100 ml (18 ° C). Tas ir, tā kā KF ir hidratēts, tas šķīst ūdenī.

Blīvums

2,48 g / cm ³ .

Tvaika spiediens

100 kPa (750 mmHg) 1499 ° C temperatūrā.

Sadalīšanās

Sildot līdz sadalīšanai, tas izdala toksiskus kālija oksīda un fluorūdeņraža dūmus.

Kodīga darbība

Ūdeņains risinājums korodē stiklu un porcelānu.

Uzliesmošanas punkts

Tā nav viegli uzliesmojoša viela

Eksperimentālais refrakcijas indekss (ηD)

1,363.

Stabilitāte

Stabils, ja ir pasargāts no mitruma, pretējā gadījumā cietā viela izšķīst. Nesavietojams ar stiprām skābēm un bāzēm.

Lietojumprogrammas

Pielāgojiet pH

Kālija fluorīda ūdens šķīdumi tiek izmantoti rūpniecībā un procesos; piemēram, KF šķīdumi ļauj pielāgot pH līmeni ražošanā tekstilizstrādājumu pārstrādes uzņēmumos un veļas mazgātavās (tuvu 7).

Fluora avots

Kālija fluorīds ir fluorūdeņradis, kas ir galvenais fluora iegūšanas avots. Šo elementu izmanto kodolspēkstacijās un neorganisko un organisko savienojumu ražošanā, dažos gadījumos to var izmantot, piemēram, iekļaušanā zobu pastā.

Fluorogļūdeņražu sintēze

Kālija fluorīdu var izmantot fluorogļūdeņraža vai fluorogļūdeņraža sintēzē no hlorogļūdeņraža, izmantojot Finkeisteīna reakciju. Šajā šķīdumā kā šķīdinātājus izmanto etilēnglikolu un dimetilsulfoksīdu.

Fluorēšana

Tā kā tas ir fluora avots tur, kur tas atrodas izšķīdināts ūdenī, no tā šķīdumiem var sintezēt sarežģītus fluorīdus; tas ir, F ^- ir iestrādāts struktūrās. Piemērs ir šādā ķīmiskajā vienādojumā:

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

Pēc tam izgulsnējas sajauktais KMnF ₃ fluorīds . Tādējādi F ^- varēja pievienot, lai padarītu to par kompleksu metāla sāli. Bez mangāna var izkrist citu metālu fluorīdi: KCoF ₃ , KFeF ₃ , KNiF ₃ , KCuF ₃ un KZnF ₃ .

Tāpat fluoru var kovalenti iekļaut aromātiskajā gredzenā, sintezējot organofluorīdus.

Dažādas

KF tiek izmantots kā starpprodukts vai izejviela to savienojumu sintēzē, kurus galvenokārt izmanto agroķīmiskajos vai pesticīdu izstrādājumos.

Turklāt to izmanto kā plūstošu līdzekli metināšanai un stikla kodināšanai; tas ir, tā ūdens šķīdums izēd pie stikla virsmas un uz veidnes izdrukā vēlamo apdari.

Atsauces

1. Ķīmiskā grāmata. (2017). Kālija fluorīds. Atgūts no: chemicalbook.com
2. PubChem. (2019. gads). Kālija fluorīds. Atgūts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. TH Andersons un EC Lincafelte. (1951). Kālija fluorīda dihidrāta struktūra. Acta kristāls. 4, 181.
4. Karaliskā ķīmijas biedrība. (2015). Kālija fluorīds. ChemSpider. Atgūts no: chemspider.com
5. Maquimex. (sf). Kālija fluorīds. Atgūts no: maquimex.com