FLUORID DRASELNÝ (KF): STRUKTURA, VLASTNOSTI A POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Fluoridu draselného je anorganický halogenid, který je sůl, vytvořená mezi kovem a halogenem. Jeho chemický vzorec je KF, což znamená, že pro každý kation K ⁺ je protějšek F ^-. Jak je vidět, interakce jsou elektrostatické a v důsledku toho neexistují žádné kovalentní vazby KF.

Tato sůl se vyznačuje extrémní rozpustností ve vodě, a proto tvoří hydráty, absorbuje vlhkost a je delikvenční. Proto je velmi snadné připravit její vodné roztoky, které slouží jako zdroj fluoridových aniontů pro všechny syntézy, kde je žádoucí začlenit je do struktury.

Fluorid draselný. Zdroj: Gabriel Bolívar

Nahoře jsou uvedeny K ⁺ kation (fialová koule) a F ^- anion (namodralá koule). Oba ionty se vzájemně přitahují svými +1 a -1 náboji.

I když KF není tak nebezpečné, jako HF, se tím, že má „naprostou volnost“ na anion F ^-, dělá to toxické soli. Proto byla jejich řešení použita jako insekticidy.

KI se vyrábí reakcí uhličitanu draselného s kyselinou fluorovodíkovou za vzniku bifluoridu draselného (KHF ₂); který tepelným rozkladem končí vznikající fluorid draselný.

Struktura fluoridu draselného

Zdroj: Kubické uspořádání nebo drahokamová sůl pro fluorid draselný. Benjah-bmm27, od Wikimedia Commons

Horní obrázek ukazuje strukturu fluoridu draselného. Fialové koule, jako na prvním obrázku, představují kationty K ⁺; zatímco nažloutlé koule představují F ^- anionty.

Všimněte si, že uspořádání je krychlové a odpovídá struktuře podobné kamenné soli, velmi podobné struktuře chloridu sodného. Všechny koule jsou obklopeny šesti sousedy, které tvoří oktaedron KF ₆ nebo FK ₆; to znamená, že každý K ⁺ je obklopen šesti F ^- a to samé se stává naopak.

Již dříve bylo zmíněno, že KF je hygroskopický, a proto absorbuje vlhkost z okolí. Znázorněné uspořádání by tedy odpovídalo bezvodé formě (bez vody) a nikoli jejím hydrátům; které absorbují tolik vody, že se dokonce stanou solubilizovanými a „roztaví“ (deliquescence).

Hydráty

Krystalické struktury hydrátů jsou méně jednoduché. Proč? Protože nyní molekuly vody přímo zasahovat do uspořádání a pracovat s K ⁺ a F ^- ionty. Některé z nejvíce stabilních hydrátů jsou KF · 2H ₂ O a KF · 4H ₂ O.

V obou hydrátech jsou právě zmiňované oktaedry deformovány molekulami vody. To je především v důsledku vodíkové vazby mezi F ^- a H ₂ O (F ^- -HOH). Krystalografické studie prokázaly, že i přes to mají oba ionty stále stejný počet sousedů.

Výsledkem toho všeho je, že původní krychlová struktura pro bezvodý fluorid draselný je přeměněna na monoklinické a dokonce i rhombohedrální uspořádání.

Bezvodé sdílejí delikvenční vlastnost, takže jejich bílé krystaly, pokud zůstanou v kontaktu se studenou mlhou, se za krátkou dobu stanou vodou.

Vlastnosti

Molekulární váha

58,097 g / mol.

Fyzický vzhled (barva)

Bílé kubické krystaly nebo jemný bílý krystalický prášek.

Chuť

Ostrá slaná chuť.

Bod varu

2,741 ° F až 760 mmHg (1502 ° C). V kapalném stavu se stává vodičem elektřiny, i když F ^- anionty nemusí spolupracovat ve stejné míře jako K ⁺.

Bod tání

1 576 ° F; 858 ° C; 1131 K (bezvodý KF). To svědčí o jeho silných iontových vazbách.

Rozpustnost

Rozpustný v HF, ale nerozpustný v alkoholu. To ukazuje, že vodíkové vazby mezi fluoridem a alkoholy, F ^- -HOR, nezvýhodňují solvatační proces proti rozpuštění jejich krystalické mříže.

Rozpustnost ve vodě

Bezvodý 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); dihydrát 349,3 g / 100 ml (18 ° C). To znamená, že když je KF hydratovaný, stává se rozpustnějším ve vodě.

Hustota

2,48 g / cm ³.

Tlak páry

100 kPa (750 mmHg) při 1 499 ° C

Rozklad

Při zahřátí na rozklad se uvolňuje toxický kouř z oxidu draselného a fluorovodíku.

Žíravé působení

Vodnatý roztok koroduje sklo a porcelán.

Bod vzplanutí

Není to hořlavá látka

Experimentální index lomu (ηD)

1,363.

Stabilita

Stabilní, pokud je chráněno před vlhkostí, jinak se pevná látka rozpustí. Nekompatibilní se silnými kyselinami a zásadami.

Aplikace

Upravte pH

Vodné roztoky fluoridu draselného se používají v průmyslových aplikacích a procesech; například roztoky KF umožňují úpravu pH ve výrobě v textilních provozech a prádelnách (přibližují se k hodnotě 7).

Zdroj fluoru

Fluorid draselný je po fluorovodíku, hlavním zdroji získávání fluoru. Tento prvek se používá v jaderných elektrárnách a při výrobě anorganických a organických sloučenin, některé s použitím, jako je jeho začlenění do zubních past.

Syntéza fluorovaných uhlovodíků

Fluorid draselný se může použít při syntéze fluorovaného uhlovodíku nebo fluorovaného uhlovodíku z chlorovaného uhlovodíku za použití Finkeisteinové reakce. Jako rozpouštědla se v této reakci používá ethylenglykol a dimethylsulfoxid.

Fluorace

Protože je zdrojem fluoru, kde leží ve vodě, lze z jeho roztoků syntetizovat komplexní fluoridy; to znamená, že F ^- je začleněn do struktur. Příklad je v následující chemické rovnici:

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

Směsný KMnF ₃ fluorid pak vysráží. Tedy, F ^- by se mohla přidat, aby se stala součástí komplexní kovové soli. Kromě mangan, fluoridy jiných kovů lze vysrážet: KCoF ₃, KFeF ₃, KNiF ₃, KCuF ₃ a KZnF ₃.

Podobně může být fluor kovalentně inkorporován do aromatického kruhu za syntézy organofluoridů.

Rozličný

KF se používá jako meziprodukt nebo surovina pro syntézu sloučenin, které se používají hlavně v agrochemických nebo pesticidních produktech.

Kromě toho se používá jako tavidlo pro svařování a leptání skla; to znamená, že jeho vodný roztok jí pryč na povrchu skla a na formu vytiskne požadovaný povrch.

Reference

1. Chemická kniha. (2017). Fluorid draselný. Obnoveno z: chemicalbook.com
2. PubChem. (2019). Fluorid draselný. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. TH Anderson a EC Lincafelte. (1951). Struktura dihydrátu fluoridu draselného. Acta Cryst. 4, 181.
4. Královská společnost chemie. (2015). Fluorid draselný. ChemSpider. Obnoveno z: chemspider.com
5. Maquimex. (sf). Fluorid draselný. Obnoveno z: maquimex.com