ФТОРИД КАЛІЮ (КФ): СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ ТА ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Фторид калію являє собою неорганічний галогенид , який являє собою сіль , утворену між металом і галогеном. Його хімічна формула - KF, а це означає, що для кожного катіону K ⁺ існує аналог F ^- . Як видно, взаємодії електростатичні, і як наслідок, немає ковалентних зв'язків KF.

Ця сіль характеризується своєю надзвичайною розчинністю у воді, саме тому вона утворює гідрати, вбирає вологу і чудова. Тому дуже легко приготувати його водні розчини, які служать джерелом аніонів фтору для всіх тих синтезів, де бажано включити його до якоїсь структури.

Фторид калію. Джерело: Габріель Болівар

Наведені вище - катіон К ⁺ (фіолетова сфера) та F ^- аніон (синювата сфера). Обидва іони взаємодіють, притягуючи один одного своїми +1 і -1 зарядами.

Хоча KF не такий небезпечний, як HF, той факт, що він має "повну свободу" для аніона F ^- , робить його токсичною сіллю. Ось чому їх розчини використовували як інсектициди.

KI отримують шляхом взаємодії карбонату калію з фтористою кислотою, утворюючи біфторид калію (KHF ₂ ); який при термічному розкладанні закінчується походженням фториду калію.

Склад фториду калію

Джерело: кубічна композиція або дорогоцінна сіль для фториду калію. Benjah-bmm27, з Вікісховища

На верхньому зображенні показана структура фториду калію. Фіолетові сфери, як на першому зображенні, являють собою катіони К ⁺ ; тоді як жовтуваті сфери представляють F ^- аніони .

Зауважте, що компонування кубічне і відповідає кам’яно-солеподібній структурі, дуже подібній до структури хлориду натрію. Усі сфери оточені шістьма сусідами, які складають октаедр KF ₆ або FK ₆ ; тобто кожен K ⁺ оточений шістьма F ^- , і те ж саме відбувається навпаки.

Раніше згадувалося, що КФ гігроскопічний і тому поглинає вологу з навколишнього середовища. Таким чином, наведена композиція відповідала б безводній формі (без води), а не її гідратам; які поглинають стільки води, що вони навіть стають солюбілізованими і «тануть» (марення).

Гідрати

Кристалічні структури гідратів стають менш простими. Чому? Тому що зараз молекули води втручаються безпосередньо в композиції та взаємодіють з іонами K ⁺ і F ^- . Одні з найбільш стабільних гідратів - KF · 2H ₂ O і KF · 4H ₂ O.

В обох гідратах щойно згадані октаедри деформуються молекулами води. В основному це пов'язано з водневими зв’язками між F ^- і H ₂ O (F ^- -HOH). Кристалографічні дослідження визначили, що незважаючи на це, два іони продовжують мати однакову кількість сусідів.

В результаті всього цього первісна кубічна структура для безводного фториду калію перетворюється на моноклінічну і рівнобіжну композицію.

Безводні діляться чудовою властивістю, тому їх білі кристали, якщо їх залишати в контакті з холодною туманом, за короткий час стануть водянистими.

Властивості

Молекулярна маса

58,097 г / моль.

Фізичний вигляд (колір)

Білі кубічні кристали або чудовий білий кристалічний порошок.

Смак

Гострий солоний смак.

Точка кипіння

Від 2741 ° F до 760 мм рт.ст. (1502 ° C). У рідкому стані він стає провідником електрики, хоча F ^- аніони можуть не співпрацювати в тій же мірі, що і K ⁺ .

Точка плавлення

1,576 ° F; 858 ° C; 1131 K (безводний KF). Це свідчить про його сильні іонні зв’язки.

Розчинність

Розчинний у HF, але нерозчинний у спирті. Це показує, що водневі зв’язки між фтором та спиртами F ^- -HOR не сприяють процесу сольвації проти розчинення їх кристалічної решітки.

Розчинність у воді

Безводний 92 г / 100 мл (18 ° С); 102 г / 100 мл (25 ° С); дигідрат 349,3 г / 100 мл (18 ° С). Тобто, оскільки КФ гідратований, він стає більш розчинним у воді.

Щільність

2,48 г / см ³ .

Тиск пари

100 кПа (750 мм рт.ст.) при 1499 ° С.

Розкладання

При нагріванні до розкладання він виділяє токсичний дим оксиду калію та фтористого водню.

Корозійну дію

Водянистий розчин роз’їдає скло і фарфор.

Точка займання

Це не горюча речовина

Експериментальний показник заломлення (ηD)

1363.

Стабільність

Стабільний, якщо захищений від вологи, інакше тверда речовина розчиниться. Несумісний із сильними кислотами та основами.

Програми

Регулюють рН

Водні розчини фториду калію застосовуються у промислових областях та процесах; наприклад, розчини KF дозволяють регулювати рН у виробництві в текстильних закладах та пральнях (близьке до значення 7).

Джерело фтору

Фторид калію після фтористого водню є основним джерелом отримання фтору. Цей елемент використовується в атомних установках і при виробництві неорганічних і органічних сполук, деякі з таких видів використання, як його включення в зубні пасти.

Синтез фторуглеводнів

Фторид калію може бути використаний при синтезі фторуглероду або фторуглероду з хлорокарбону, використовуючи реакцію Фінкейстейна. Етиленгліколь та диметилсульфоксид використовують у якості розчинників у цій реакції.

Фторування

Оскільки це джерело фтору, де він лежить розчиненим у воді, складні фториди можуть бути синтезовані з його розчинів; тобто F ^- вбудований у структури. Приклад наведено в наступному хімічному рівнянні:

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

Потім змішаний фторид KMnF ₃ осаджується . Таким чином, F ^- можна було б додати, щоб він став частиною складної солі металу. Крім марганцю можуть осаджуватися фториди інших металів: KCoF ₃ , KFeF ₃ , KNiF ₃ , KCuF ₃ та KZnF ₃ .

Так само фтор може бути ковалентно включений в ароматичне кільце, синтезуючи органофториди.

Різні

KF використовується в якості проміжного або сировини для синтезу сполук, які в основному використовуються в продуктах агрохімічного або пестициду.

Крім того, його використовують як флюсовий засіб для зварювання та травлення скла; тобто його водний розчин з’їдається на поверхні склянки і на формі виводить потрібну обробку.

Список літератури

1. Хімічна книга. (2017). Фторид калію. Відновлено з: chemicalbook.com
2. PubChem. (2019). Фторид калію. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. TH Anderson та EC Lincafelte. (1951). Структура дигідрату фториду калію. Acta Cryst. 4, 181.
4. Королівське хімічне товариство. (2015). Фторид калію. ChemSpider. Відновлено з: chemspider.com
5. Макімекс. (sf). Фторид калію. Відновлено з: maquimex.com