โครงสร้างคุณสมบัติและการใช้โพแทสเซียมฟลูออไรด์ (KF)



โพแทสเซียมฟลูออไรด์ เป็นนินทรีย์เฮไลด์ที่ประกอบด้วยเกลือที่เกิดขึ้นระหว่างโลหะและฮาโลเจน สูตรทางเคมีของมันคือ KF ซึ่งหมายความว่าสำหรับไอออนบวกแต่ละอัน+ มีเอฟ- ของคู่ ดังที่สามารถเห็นได้การโต้ตอบเป็นไฟฟ้าสถิตและเป็นผลให้ไม่มีพันธะโควาเลนต์ K-F.

เกลือนี้มีเอกลักษณ์เฉพาะด้วยความสามารถในการละลายอย่างรุนแรงในน้ำดังนั้นจึงก่อตัวเป็นไฮเดรตดูดซับความชื้นและเป็นของเก่า ดังนั้นจึงเป็นเรื่องง่ายมากที่จะเตรียมสารละลายน้ำของมันซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งของฟลูออไรด์แอนไอออนสำหรับการสังเคราะห์ทั้งหมดที่คุณต้องการรวมไว้ในโครงสร้างบางอย่าง.

ไอออนบวก K แสดงอยู่ด้านบน+ (ทรงกลมสีม่วง) และประจุลบ F- (ทรงกลมสีน้ำเงิน) ไอออนทั้งสองนั้นดึงดูดกันโดยประจุ +1 และ -1.

แม้ว่า KF จะไม่อันตรายเท่า HF แต่ความจริงที่ว่ามันมี "ความเป็นอิสระอย่างเต็มที่" ต่อประจุลบ F-, มันเปลี่ยนเป็นเกลือพิษ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมสารละลายจึงถูกใช้เป็นยาฆ่าแมลง.

KI ผลิตโดยทำปฏิกิริยาโพแทสเซียมคาร์บอเนตกับกรดไฮโดรฟลูออริกผลิตโพแทสเซียม bifluoride (KHF)2); ซึ่งการสลายตัวด้วยความร้อนทำให้เกิดโพแทสเซียมฟลูออไรด์.

ดัชนี

  • 1 โครงสร้างของโพแทสเซียมฟลูออไรด์
    • 1.1 ไฮเดรต
  • 2 คุณสมบัติ
    • 2.1 น้ำหนักโมเลกุล
    • 2.2 ลักษณะทางกายภาพ (สี)
    • 2.3 Taste
    • 2.4 จุดเดือด
    • 2.5 จุดหลอมเหลว
    • 2.6 การละลาย
    • 2.7 การละลายในน้ำ
    • 2.8 ความหนาแน่น
    • 2.9 ความดันไอ
    • 2.10 การสลายตัว
    • 2.11 การกระทำที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
    • 2.12 จุดวาบไฟ
    • 2.13 ดัชนีการหักเหของแสงทดลอง (ηD)
    • 2.14 ความเสถียร
  • 3 ใช้
    • 3.1 ปรับค่าความเป็นกรดด่าง
    • 3.2 แหล่งฟลูออรีน
    • 3.3 การสังเคราะห์ฟลูออโรคาร์บอน
    • 3.4 Fluorination
    • 3.5 หลากหลาย
  • 4 อ้างอิง

โครงสร้างของโพแทสเซียมฟลูออไรด์

โครงสร้างของโพแทสเซียมฟลูออไรด์จะแสดงในภาพด้านบน ทรงกลมสีม่วงดังที่แสดงในภาพแรกเป็นตัวแทนของประจุบวก K+; ในขณะที่ทรงกลมสีเหลืองเป็นตัวแทนของแอนไอออน F-.

โปรดทราบว่าการจัดเรียงเป็นลูกบาศก์และสอดคล้องกับโครงสร้างเช่นเกลือสินเธาว์คล้ายกับโซเดียมคลอไรด์ ทรงกลมทั้งหมดถูกล้อมรอบด้วยเพื่อนบ้านหกซึ่งประกอบเป็นแปดแปด KF6 หรือ FK6; นั่นคือแต่ละ K+ ล้อมรอบด้วยหก F-, และสิ่งเดียวกันก็เกิดขึ้นในทางกลับกัน.

ดังกล่าวข้างต้นที่ KF เป็นอุ้มน้ำและดูดซับความชื้นจากสิ่งแวดล้อม ดังนั้นการจัดเรียงที่แสดงจะสอดคล้องกับรูปแบบที่ปราศจาก (โดยไม่มีน้ำ) และไม่ให้ความชุ่มชื้น; ซึ่งดูดซับน้ำได้มากจนสามารถละลายได้และ "ละลาย" (deliquescence).

ชุ่มชื้น

โครงสร้างผลึกของไฮเดรตกลายเป็นเรื่องง่าย ทำไม? เพราะตอนนี้โมเลกุลของน้ำเข้ามาแทรกแซงโดยตรงในการจัดเรียงและโต้ตอบกับไอออน K+ และ F-. ไฮเดรตที่เสถียรที่สุดบางตัวคือ KF · 2H2O และ KF · 4H2O.

ในไฮเดรตทั้งสองค่าแปดด้านดังกล่าวจะเปลี่ยนรูปเนื่องจากโมเลกุลของน้ำ นี่คือสาเหตุหลักเนื่องจากสะพานไฮโดรเจนระหว่าง F- และ H2อ--HOH) การศึกษาเกี่ยวกับผลึกศาสตร์ได้ระบุว่าแม้ไอออนทั้งสองนี้จะยังคงมีจำนวนเพื่อนบ้านเท่ากัน.

จากผลทั้งหมดนี้โครงสร้างลูกบาศก์ดั้งเดิมสำหรับโพแทสเซียมฟลูออไรด์ที่ปราศจากการแปรรูปกลายเป็นการจัดเรียงแบบ monoclinic และ rhombohedral.

The anhydrous แบ่งปันคุณสมบัติที่เป็นวัตถุตกค้างเพื่อให้ผลึกสีขาวของพวกเขาหากปล่อยทิ้งไว้เมื่อสัมผัสกับหมอกเย็น ๆ จะกลายเป็นน้ำในเวลาอันสั้น.

สรรพคุณ

น้ำหนักโมเลกุล

58,097 กรัม / โมล.

ลักษณะทางกายภาพ (สี)

ผลึกลูกบาศก์สีขาวหรือผงผลึกสีขาวที่มีการตกผลึก.

รสชาติ

รสเค็มแบบเฉียบพลัน.

จุดเดือด

2.741 ºFถึง 760 mmHg (1502 ºC) ในสถานะของเหลวมันจะกลายเป็นตัวนำไฟฟ้าแม้ว่าประจุ F อาจ- ไม่ร่วมมือกันในระดับเดียวกันกับการขับขี่ที่เค+.

จุดหลอมเหลว

1.576 ºF; 858 ºC; 1131 K (ปราศจาก KF) นี่คือสิ่งบ่งบอกถึงพันธะไอออนิกที่แข็งแกร่ง.

สามารถในการละลาย

ละลายได้ใน HF แต่ไม่ละลายในแอลกอฮอล์ นี่แสดงให้เห็นว่าพันธะไฮโดรเจนระหว่างฟลูออไรด์และแอลกอฮอล์--HOR ไม่สนับสนุนกระบวนการละลายเมื่อเผชิญกับการละลายของเครือข่ายผลึก.

การละลายในน้ำ

รัส 92 กรัม / 100 มล. (18 °ซ); 102 g / 100 ml (25 ° C); dihydrate 349.3 g / 100 ml (18 ° C) นั่นคือเมื่อ KF hydrates จะละลายได้ในน้ำมากขึ้น.

ความหนาแน่น

2.48 g / cm3.

แรงดันไอน้ำ

100 kPa (750 mmHg) ที่ 1,499 ºC.

การจำแนก

เมื่อถูกความร้อนจนถึงการสลายตัวมันจะปล่อยควันพิษของโพแทสเซียมออกไซด์และไฮโดรเจนฟลูออไรด์.

การกระทำที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

สารละลายที่เป็นน้ำกัดกร่อนแก้วและเครื่องเคลือบ.

จุดวาบไฟ

มันไม่ใช่สารไวไฟ

ดัชนีการหักเหของแสงทดลอง (ηD)

1,363.

ความมั่นคง

มีความเสถียรหากได้รับการปกป้องจากความชื้นมิฉะนั้นของแข็งจะละลาย เข้ากันไม่ได้กับกรดและด่างแก่.

การใช้งาน

ปรับค่าความเป็นกรดด่าง

สารละลายน้ำของโพแทสเซียมฟลูออไรด์ถูกใช้ในงานอุตสาหกรรมและกระบวนการ ตัวอย่างเช่นโซลูชัน KF อนุญาตให้ปรับค่า pH ในผู้ผลิตที่ทำในโรงงานแปรรูปสิ่งทอและในร้านซักรีด (พวกเขาใกล้เคียงกับค่า 7).

แหล่งฟลูออรีน

โพแทสเซียมฟลูออไรด์คือหลังจากไฮโดรเจนฟลูออไรด์ซึ่งเป็นแหล่งหลักของฟลูออรีน องค์ประกอบนี้ใช้ในโรงงานนิวเคลียร์และในการผลิตสารประกอบอนินทรีย์และอินทรีย์บางชนิดมีการใช้เช่นการรวมตัวกันในยาสีฟัน.

การสังเคราะห์ฟลูออโรคาร์บอน

โพแทสเซียมฟลูออไรด์สามารถใช้ในการสังเคราะห์ฟลูออร์คาร์บอนหรือฟลูออโรคาร์บอนจากคลอโรคาร์บอนโดยใช้ปฏิกิริยาของ Finkeistein ในปฏิกิริยานี้ใช้เอทิลีนไกลคอลและไดเมทิลซัลฟอกไซด์เป็นตัวทำละลาย.

fluorination

เนื่องจากเป็นแหล่งของฟลูออรีนที่ละลายในน้ำจึงสามารถสังเคราะห์ฟลูออไรด์ที่ซับซ้อนได้จากสารละลาย นั่นคือพวกเขารวม F- กับโครงสร้าง ตัวอย่างถูกนำมาใช้ในสมการทางเคมีต่อไปนี้:

MnBr2(ac) + 3KF (ac) => KMnF3(s) + 2KBr (ac)

จากนั้นฟลูออไรด์ผสมของ KMnF จะตกตะกอน3. ดังนั้นสามารถเพิ่ม F ได้- เพื่อให้มันเป็นส่วนหนึ่งของเกลือโลหะที่ซับซ้อน นอกจากแมงกานีสแล้วฟลูออไรด์จากโลหะอื่นสามารถตกตะกอนได้: KCoF3, KFeF3, knif3, KCUF3 และ KZnF3.

ในทำนองเดียวกันฟลูออรีนสามารถรวมโควาเลนซ์เข้าไปในวงแหวนอะโรมาติกสังเคราะห์ organofluorinated.

หลาย

KF ใช้เป็นสื่อกลางหรือวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์สารประกอบที่ใช้เป็นหลักในผลิตภัณฑ์เคมีเกษตรหรือยาฆ่าแมลง.

นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารฟลักซ์สำหรับการเชื่อมและการแกะสลักแก้ว นั่นคือสารละลายที่เป็นน้ำนั้นกินพื้นผิวของแก้วและบนแม่พิมพ์จะพิมพ์งานที่ต้องการ.

การอ้างอิง

  1. หนังสือเคมี (2017) โพแทสเซียมฟลูออไรด์ ดึงมาจาก: chemicalbook.com
  2. PubChem (2019) โพแทสเซียมฟลูออไรด์ สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. T. H. Anderson และ E. C. Lincafelte (1951) โครงสร้างของโพแทสเซียมฟลูออไรด์ไดไฮเดรต Acta Cryst 4, 181.
  4. ราชสมาคมเคมี (2015) โพแทสเซียมฟลูออไรด์ เคมสไปเดอร์ ดึงมาจาก: chemspider.com
  5. Maquimex ( N.d. ) โพแทสเซียมฟลูออไรด์ ดึงมาจาก: maquimex.com