Das Kaliumhydrid ist eine chemische Verbindung, die durch ionische direkte Kombination von Wasserstoff in seiner molekularen Form und dem Alkalimetall Kalium gebildet wird. Wie alle anderen Hydride dieses Typs ist es eine feste Verbindung, die einen hohen Schmelzpunkt aufweist, wie er bei allen ionischen Molekülen auftritt.
Hydride sind chemische Verbindungen, die aus Wasserstoff und einem oder mehreren anderen metallischen oder nichtmetallischen Elementen bestehen. Abhängig von ihrer Struktur und ihren Eigenschaften können diese Substanzen drei Klassen aufweisen: ionische, kovalente oder interstitielle Hydride.
Kaliumhydrid hat die Natur einer ionischen Verbindung und besteht aus einem Anion (in diesem Fall dem Hydridion H - ) und einem Kation (dem Kaliumion K + ).
Das Hydridion verhält sich wie eine starke Brønsted-Base; Das heißt, es nimmt leicht Protonen von einer Donorsubstanz wie metallischem Kalium an, die sie aufnimmt.
Struktur
Kalium wurde erstmals 1807 vom britischen Chemiker Sir Humphry Davy sowie anderen chemischen Elementen (Calcium, Magnesium, Bor, Strontium und Barium) unter Verwendung der Elektrolysetechnik experimentell identifiziert.
Dieser Wissenschaftler war auch derjenige, der die chemische Reaktion entdeckte, die zur Bildung von Kaliumhydrid führt, das in seiner reinen Form als weißer Feststoff auftritt, obwohl im Handel erhältliche Reagenzien grau sind.
Die Struktur dieses binären Hydrids ist dadurch gekennzeichnet, dass es kristallin ist, insbesondere vom kubischen Typ, dh die Elementarzelle dieses Kristalls ist ein flächenzentrierter Würfel, wie in der vorherigen Figur gezeigt.
Die von Metallhydriden durchgeführten Reaktionen finden auf der kristallinen Oberfläche statt, und es hat sich gezeigt, dass dieses Hydrid den Hydridradius und die optimale Gitterenergie für diese Art von Reaktion aufweist, selbst über Hydriden anderer Metalle.
Ausbildung
Kaliumhydrid, dessen Formel als KH dargestellt wird, ist eine anorganische Substanz, die als Alkalimetallhydrid klassifiziert wird, da es durch direkte Kombination von molekularem Wasserstoff mit Kalium durch die folgende Reaktion gebildet wird:
H 2 + 2K → 2KH
Diese Reaktion wurde von demselben Wissenschaftler entdeckt, der zuerst Kalium identifiziert hatte. Er bemerkte, wie dieses Metall verdampfte, wenn es einem Wasserstoffgasstrom ausgesetzt wurde, als dessen Temperatur unter seinen Siedepunkt anstieg.
Ein Kaliumhydrid, das eine überlegene Aktivität besitzt, kann auch auf einfache Weise hergestellt werden, ausgehend von einer Reaktion von Wasserstoff und anderen überbasischen Verbindungen (wie Kalium-tert.-butoxid, genannt t-BuOK-TMEDA) und hergestellt werden in Hexan.
Eigenschaften
Kaliumhydrid kommt in der Natur nicht spontan vor. Es entsteht aus der oben beschriebenen Reaktion und liegt als kristalliner Feststoff vor, der sich bei einer Temperatur um 400 ° C zersetzt, bevor er seinen Schmelzpunkt erreicht.
Diese Verbindung hat aufgrund der Kombination der Molmassen ihrer beiden Komponenten eine Molmasse von ungefähr 40,106 g / mol. Darüber hinaus beträgt seine Dichte 1,43 g / cm 3 (als Referenzpunkt gilt die von Wasser unter Standardbedingungen, die 1,00 g / cm 3 beträgt ).
In diesem Sinne ist auch bekannt, dass diese Verbindung pyrophore Eigenschaften hat; Das heißt, es kann sich in Gegenwart von Luft sowie Oxidationsmitteln und bestimmten Gasen spontan entzünden.
Aus diesem Grund sollte es mit Vorsicht behandelt und als Suspension in einem Mineralöl oder sogar Paraffinwachs enthalten sein, wodurch seine Pyrophorizität verringert und seine Handhabung erleichtert wird.
Löslichkeit
In Bezug auf seine Löslichkeit wird dieses Hydrid in löslichen Hydroxiden (wie geschmolzenem Natriumhydroxid) sowie in Salzmischungen als löslich angesehen. Stattdessen ist es in Lösungsmitteln organischen Ursprungs wie Diethylether, Benzol oder Schwefelkohlenstoff unlöslich.
In gleicher Weise wird es als ziemlich ätzende Substanz angesehen, die auch eine heftige Reaktion zeigt, wenn sie mit sauren Verbindungen in Kontakt kommt und in einer quantitativen Beziehung interagiert.
Diese Spezies verhält sich auch als "Superbase", die als noch stärker als die Natriumhydridverbindung angesehen wird; Darüber hinaus hat es den Charakter eines Donors von Hydridionen.
Anwendungen
Das im Handel erhältliche Kaliumhydrid, das durch die Reaktion von molekularem Wasserstoff mit elementarem Kalium gebildet wird, weist eine Reaktivität auf, die mit den darin enthaltenen Verunreinigungen (hauptsächlich Kalium oder seinen Reaktionsprodukten) zusammenhängt, zu denen es führt Nebenreaktionen und Ausbeuten, die variieren können.
Aufgrund seiner extremen Basizität ist es sehr nützlich, bestimmte organische Synthesen sowie Deprotonierungsprozesse bestimmter Substanzen mit Carbonylgruppen durchzuführen, wodurch Enolatverbindungen entstehen.
Ebenso wird Kaliumhydrid bei der Umwandlung bestimmter Amine in ihre entsprechenden Amide (Amide mit Alkylketten vom Typ KNHR und KNR 2 ) mittels ihrer Deprotonierung verwendet. Ebenso führt es eine schnelle Deprotonierung in tertiären Alkoholen durch.
Diese Verbindung ist nicht nur ein ausgezeichneter Deprotonator, sondern wird auch bei einigen Eliminierungs-, Cyclisierungs-Kondensations- und molekularen Umlagerungsreaktionen verwendet und bildet ein ausgezeichnetes Reduktionsmittel.
Bei anderen Arten von Reaktionen kann ein Kronenether als Phasentransfermittel wirken, obwohl er auch als einfaches Mittel zum "Abstreifen" (Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen) von der Oberfläche des Kaliumhydrids durch das Auflösung der gebildeten anorganischen Salze.
Verweise
- Chang, R. (2007). Chemie. Mexiko: McGraw-Hill
- Brown, CA (1974). Kaliumhydrid, hochaktives neues Hydridreagenz. Reaktivität, Anwendungen und Techniken bei organischen und metallorganischen Reaktionen. Das Journal of Organic Chemistry.
- MacDiarmid, AG (2009). Anorganische Synthesen. Erhalten von books.google.co.ve
- Majewski, M. und Snieckus, V. (2014). Wissenschaft der Synthese: Houben-Weyl-Methoden molekularer Transformationen. Erhalten von books.google.co.ve