Kaliumfluoride (KF) structuur, eigenschappen en toepassingen

2096
Alexander Pearson

De kaliumfluoride Het is een anorganisch halogenide dat bestaat uit een zout gevormd tussen het metaal en het halogeen. De chemische formule is KF, wat betekent dat voor elk kation K+ er is een F- tegenhanger. Zoals te zien is, zijn de interacties elektrostatisch en als gevolg daarvan zijn er geen covalente K-F-bindingen..

Dit zout kenmerkt zich door zijn extreme oplosbaarheid in water, waardoor het hydraten vormt, vocht opneemt en vervloeiend is. Daarom is het heel gemakkelijk om waterige oplossingen ervan te bereiden, die dienen als een bron van fluoride-anionen voor al die syntheses waarbij je het in een structuur wilt opnemen.

Kaliumfluoride. Bron: Gabriel Bolívar

Hierboven staat kation K+ (paarse bol) en het anion F- (blauwachtige bol). Beide ionen werken op elkaar in en trekken elkaar aan door hun +1 en -1 ladingen.

Hoewel KF niet zo gevaarlijk is als HF, is het feit dat het het anion F heeft-, maakt het een giftig zout. Daarom zijn hun oplossingen gebruikt als insecticiden.

KI wordt geproduceerd door kaliumcarbonaat te laten reageren met fluorwaterstofzuur, waarbij kaliumbifluoride (KHFtwee​dat door thermische ontleding uit het kaliumfluoride komt.

Artikel index

  • 1 Structuur van kaliumfluoride
    • 1.1 Hydrateert
  • 2 Eigenschappen
    • 2.1 Molecuulgewicht
    • 2.2 Fysiek uiterlijk (kleur)
    • 2.3 Smaak
    • 2.4 Kookpunt
    • 2.5 Smeltpunt
    • 2.6 Oplosbaarheid
    • 2.7 Oplosbaarheid in water
    • 2.8 Dichtheid
    • 2.9 Dampspanning
    • 2.10 Ontleding
    • 2.11 Bijtende werking
    • 2.12 Vlampunt
    • 2.13 Experimentele brekingsindex (ηD)
    • 2.14 Stabiliteit
  • 3 toepassingen
    • 3.1 Pas de pH aan
    • 3.2 Fluorbron
    • 3.3 Synthese van fluorkoolwaterstoffen
    • 3.4 Fluorering
    • 3.5 Diversen
  • 4 referenties

Structuur van kaliumfluoride

Bron: Cubic fix of gem salt voor kaliumfluoride. Benjah-bmm27 [Openbaar domein], van Wikimedia Commons

De bovenste afbeelding toont de structuur van kaliumfluoride. De paarse bollen vertegenwoordigen, net als in de eerste afbeelding, de K-kationen+​terwijl de gelige bollen de anionen F voorstellen-.

Merk op dat de opstelling kubisch is en overeenkomt met een steenzoutachtige structuur, die sterk lijkt op die van natriumchloride. Alle bollen zijn omgeven door zes buren, die samen een octaëder KF vormen6 of FK6​dat wil zeggen, elke K+ omringt zich met zes F-, en hetzelfde gebeurt andersom.

Eerder werd vermeld dat KF hygroscopisch is en daarom vocht uit de omgeving opneemt. Als dit het geval is, komt de weergegeven opstelling overeen met de watervrije vorm (zonder water) en niet met de hydraten ervan; die zoveel water absorberen dat ze zelfs oplosbaar worden en 'smelten' (vervloeiing).

Hydrateert

De kristalstructuren van hydraten worden minder eenvoudig. Waarom? Omdat nu de watermoleculen rechtstreeks ingrijpen in de arrangementen en een interactie aangaan met de K-ionen+ en F-. Een van de meest stabiele hydraten is KF2HtweeO en KF 4HtweeOF.

In beide hydraten worden de zojuist genoemde octaëders vervormd door de watermoleculen. Dit komt voornamelijk door de waterstofbruggen tussen de F- en de HtweeO (F--HOH). Kristallografische studies hebben vastgesteld dat de twee ionen desondanks hetzelfde aantal buren hebben.

Als resultaat van dit alles wordt de oorspronkelijke kubische structuur voor watervrij kaliumfluoride een monokliene en zelfs ruitvormige opstelling..

Watervrije kristallen delen de vervloeiende eigenschap, zodat hun witte kristallen, als ze in contact komen met een koude mist, in korte tijd waterig worden..

Eigendommen

Molecuulgewicht

58.097 g / mol.

Fysiek uiterlijk (kleur)

Witte kubieke kristallen of vervloeiend wit kristallijn poeder.

Smaak

Scherpe zoute smaak.

Kookpunt

2741 ° F tot 760 mmHg (1502 ° C). In vloeibare toestand wordt het een geleider van elektriciteit, hoewel de anionen F- werk niet in dezelfde mate samen als de K+.

Smeltpunt

1576 ° F; 858 ° C; 1131 K (watervrije KF). Dit duidt op zijn sterke ionische bindingen..

Oplosbaarheid

Oplosbaar in HF, maar onoplosbaar in alcohol. Dit toont aan dat waterstofbruggen tussen fluoride en alcoholen, F--HOR, geef geen voorkeur aan het solvatatieproces tegen het oplossen van zijn kristalrooster.

Oplosbaarheid in water

Watervrij 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); dihydraat 349,3 g / 100 ml (18 ° C). Dat wil zeggen, omdat KF wordt gehydrateerd, wordt het beter oplosbaar in water..

Dichtheid

2,48 g / cm3.

Dampdruk

100 kPa (750 mmHg) bij 1.499 ºC.

Ontleding

Bij verhitting tot ontbinding geeft het een giftige rook van kaliumoxide en waterstoffluoride af..

Bijtende werking

Een waterige oplossing tast glas en porselein aan.

Vlampunt

Het is geen brandbare stof

Experimentele brekingsindex (ηD)

1.363.

Stabiliteit

Stabiel indien beschermd tegen vocht, anders lost de vaste stof op. Onverenigbaar met sterke zuren en basen.

Toepassingen

Pas de pH aan

Waterige kaliumfluoride-oplossingen worden gebruikt in industriële toepassingen en processen; Met KF-oplossingen kan de pH bijvoorbeeld worden aangepast tijdens de productie in textielverwerkingsfaciliteiten en in wasserijen (ze benaderen deze op een waarde van 7).

Fluor bron

Kaliumfluoride is na waterstoffluoride de belangrijkste bron voor het verkrijgen van fluor. Dit element wordt gebruikt in kerncentrales en bij de productie van anorganische en organische verbindingen, waarvan sommige bijvoorbeeld in tandpasta's worden verwerkt..

Synthese van fluorkoolwaterstoffen

Kaliumfluoride kan worden gebruikt bij de synthese van fluorkoolstof of fluorkoolstof uit chloorkoolstof, met behulp van de Finkeistein-reactie. Ethyleenglycol en dimethylsulfoxide worden als oplosmiddelen bij deze reactie gebruikt..

Fluorering

Omdat het een bron van fluor is waar het opgelost in water ligt, kunnen complexe fluoriden uit zijn oplossingen worden gesynthetiseerd; dat wil zeggen, er wordt een F aan toegevoegd- aan structuren. Een voorbeeld is in de volgende chemische vergelijking:

MnBrtwee(ac) + 3KF (ac) => KMnF3(s) + 2 KBr (ac)

KMnF gemengd fluoride slaat vervolgens neer3. Dus F- zodat het deel uitmaakt van een complex metaalzout. Naast mangaan kunnen fluoriden van andere metalen worden neergeslagen: KCoF3, KFeF3, KNiF3, KCuF3 en KZnF3.

Evenzo kan fluor covalent worden opgenomen in een aromatische ring, waarbij organofluoriden worden gesynthetiseerd.

Diverse

KF wordt gebruikt als tussenproduct of grondstof voor de synthese van verbindingen die voornamelijk worden gebruikt in landbouwchemicaliën of pesticiden..

Bovendien wordt het gebruikt als vloeimiddel voor lassen en bij het etsen van glas; dat wil zeggen, de waterige oplossing vreet weg aan het oppervlak van het glas en drukt op een mal de gewenste afwerking af.

Referenties

  1. Chemisch boek. (2017). Kaliumfluoride. Hersteld van: chemicalbook.com
  2. PubChem. (2019). Kaliumfluoride. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. T. H. Anderson en E. C. Lincafelte. (1951). De structuur van kaliumfluoridedihydraat. Acta Cryst. 4, 181.
  4. Royal Society of Chemistry. (2015). Kaliumfluoride. ChemSpider. Hersteld van: chemspider.com
  5. Maquimex. (s.f.). Kaliumfluoride. Hersteld van: maquimex.com

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.