KALIUMFLUORID (KF): STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN UND VERWENDUNG - CHEMIE - 2025

Das Kaliumfluorid ist ein anorganisches Halogenid, das ein Salz ist, das zwischen dem Metall und dem Halogen gebildet wird. Seine chemische Formel lautet KF, was bedeutet, dass es für jedes K ⁺ -Kation ein Gegenstück F ^{- gibt} . Wie zu sehen ist, sind die Wechselwirkungen elektrostatisch und folglich gibt es keine kovalenten KF-Bindungen.

Dieses Salz zeichnet sich durch seine extreme Wasserlöslichkeit aus, weshalb es Hydrate bildet, Feuchtigkeit aufnimmt und zerfließt. Daher ist es sehr einfach, wässrige Lösungen davon herzustellen, die als Quelle für Fluoridanionen für alle jene Synthesen dienen, bei denen es erwünscht ist, sie in eine Struktur einzubauen.

Kaliumfluorid. Quelle: Gabriel Bolívar

Oben sind das K ⁺ -Kation (violette Kugel) und das F ^- Anion (bläuliche Kugel) dargestellt. Beide Ionen interagieren miteinander und ziehen sich durch ihre +1 und -1 Ladungen an.

Obwohl KF nicht so gefährlich ist wie HF, macht es die Tatsache, dass es "völlige Freiheit" für das Anion F ^{- hat} , zu einem giftigen Salz. Deshalb wurden ihre Lösungen als Insektizide eingesetzt.

KI wird hergestellt, indem Kaliumcarbonat mit Flusssäure umgesetzt wird, wobei Kaliumbifluorid (KHF ₂ ) erzeugt wird; was durch thermische Zersetzung zur Entstehung von Kaliumfluorid führt.

Struktur von Kaliumfluorid

Quelle: Kubisches Arrangement oder Edelsteinsalz für Kaliumfluorid. Benjah-bmm27, von Wikimedia Commons

Das obere Bild zeigt die Struktur von Kaliumfluorid. Die violetten Kugeln repräsentieren wie im ersten Bild die K ⁺ -Kationen ; während die gelblichen Kugeln die F ^- Anionen darstellen .

Es ist zu beachten, dass die Anordnung kubisch ist und einer steinsalzartigen Struktur entspricht, die der von Natriumchlorid sehr ähnlich ist. Alle Kugeln sind von sechs Nachbarn umgeben, die ein Oktaeder KF ₆ oder FK _{6 bilden} . das heißt, jedes K ⁺ ist von sechs F ^{- umgeben} , und das gleiche passiert umgekehrt.

Es wurde bereits erwähnt, dass KF hygroskopisch ist und daher Feuchtigkeit aus der Umgebung aufnimmt. Somit würde die gezeigte Anordnung der wasserfreien Form (ohne Wasser) und nicht ihren Hydraten entsprechen; die so viel Wasser aufnehmen, dass sie sogar solubilisiert werden und "schmelzen" (Zerfließen).

Hydrate

Die kristallinen Strukturen von Hydraten werden weniger einfach. Warum? Denn jetzt greifen die Wassermoleküle direkt in die Anordnungen ein und interagieren mit den K ^{+ -} und F ^- -Ionen . Einige der stabilsten Hydrate sind KF · 2H ₂ O und KF · 4H ₂ O.

In beiden Hydraten werden die gerade erwähnten Oktaeder durch die Wassermoleküle deformiert. Dies ist hauptsächlich auf Wasserstoffbrücken zwischen F ^- und H ₂ O (F ^- -HOH) zurückzuführen. Kristallographische Studien haben festgestellt, dass die beiden Ionen trotzdem die gleiche Anzahl von Nachbarn haben.

Infolgedessen wird die ursprüngliche kubische Struktur für wasserfreies Kaliumfluorid in eine monokline und sogar rhomboedrische Anordnung umgewandelt.

Wasserfreie teilen die zerfließende Eigenschaft, so dass ihre weißen Kristalle, wenn sie mit einem kalten Nebel in Kontakt kommen, in kurzer Zeit wässrig werden.

Eigenschaften

Molekulargewicht

58,097 g / mol.

Aussehen (Farbe)

Weiße kubische Kristalle oder zerfließendes weißes kristallines Pulver.

Geschmack

Scharfer salziger Geschmack.

Siedepunkt

2,741 ° F bis 760 mmHg (1502 ° C). Im flüssigen Zustand wird es zum Stromleiter, obwohl die F ^- Anionen möglicherweise nicht im gleichen Maße wie K ^{+ zusammenarbeiten} .

Schmelzpunkt

1,576 ° F; 858 ° C; 1131 K (wasserfreies KF). Dies ist ein Hinweis auf seine starken Ionenbindungen.

Löslichkeit

Löslich in HF, aber unlöslich in Alkohol. Dies zeigt, dass die Wasserstoffbrücken zwischen Fluorid und Alkoholen, F ^- -HOR, den Solvatisierungsprozess gegen die Auflösung ihres Kristallgitters nicht begünstigen.

Wasserlöslichkeit

Wasserfrei 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); Dihydrat 349,3 g / 100 ml (18 ° C). Das heißt, wenn KF hydratisiert wird, wird es in Wasser löslicher.

Dichte

2,48 g / cm ³ .

Dampfdruck

100 kPa (750 mmHg) bei 1.499 ° C.

Zersetzung

Beim Erhitzen zur Zersetzung entsteht ein giftiger Rauch aus Kaliumoxid und Fluorwasserstoff.

Ätzende Wirkung

Eine wässrige Lösung greift Glas und Porzellan an.

Flammpunkt

Es ist keine brennbare Substanz

Experimenteller Brechungsindex (ηD)

1,363.

Stabilität

Stabil, wenn es vor Feuchtigkeit geschützt ist, sonst löst sich der Feststoff auf. Unverträglich mit starken Säuren und Basen.

Anwendungen

Stellen Sie den pH-Wert ein

Wässrige Lösungen von Kaliumfluorid werden in industriellen Anwendungen und Verfahren verwendet; Beispielsweise ermöglichen KF-Lösungen eine pH-Einstellung bei der Herstellung in Textilverarbeitungsbetrieben und Wäschereien (sie nähern sich einem Wert von 7 an).

Fluorquelle

Kaliumfluorid ist nach Fluorwasserstoff die Hauptquelle für die Gewinnung von Fluor. Dieses Element wird in Kernkraftwerken und bei der Herstellung anorganischer und organischer Verbindungen verwendet, einige davon werden beispielsweise in Zahnpasten eingearbeitet.

Synthese von Fluorkohlenwasserstoffen

Kaliumfluorid kann bei der Synthese von Fluorkohlenwasserstoff oder Fluorkohlenwasserstoff aus Chlorkohlenwasserstoff unter Verwendung der Finkeistein-Reaktion verwendet werden. Bei dieser Reaktion werden Ethylenglykol und Dimethylsulfoxid als Lösungsmittel verwendet.

Fluorierung

Da es sich um eine Fluorquelle handelt, in der es in Wasser gelöst liegt, können komplexe Fluoride aus seinen Lösungen synthetisiert werden. das heißt, ein F ^- ist in die Strukturen eingebaut . Ein Beispiel ist in der folgenden chemischen Gleichung:

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

Das gemischte KMnF ₃ -Fluorid fällt dann aus . Somit könnte F ^- hinzugefügt werden , um es Teil eines komplexen Metallsalzes zu machen. Neben Mangan können auch Fluoride anderer Metalle ausfallen: KCoF ₃ , KFeF ₃ , KNiF ₃ , KCuF ₃ und KZnF ₃ .

Ebenso kann Fluor kovalent in einen aromatischen Ring eingebaut werden, der Organofluoride synthetisiert.

Verschiedene

KF wird als Zwischen- oder Rohstoff für die Synthese von Verbindungen verwendet, die hauptsächlich in Agrochemie- oder Pestizidprodukten verwendet werden.

Darüber hinaus wird es als Flussmittel zum Schweißen und Glasätzen verwendet; Das heißt, seine wässrige Lösung frisst sich an der Oberfläche des Glases ab und druckt auf einer Form das gewünschte Finish.

Verweise

1. Chemisches Buch. (2017). Kaliumfluorid. Wiederhergestellt von: Chemicalbook.com
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