KALIUM FLUORIDA (KF): STRUKTUR, SIFAT DAN KEGUNAANNYA - KIMIA - 2026

The kalium fluorida adalah halide bukan organik yang merupakan garam terbentuk antara logam dan halogen. Formula kimianya adalah KF, yang bermaksud bahawa untuk setiap kation K ⁺ terdapat rakan sejawat F ^- . Seperti yang dapat dilihat, interaksi elektrostatik, dan akibatnya tidak ada ikatan KF kovalen.

Garam ini dicirikan oleh kelarutannya yang sangat tinggi di dalam air, itulah sebabnya ia membentuk hidrat, menyerap kelembapan dan cepat. Oleh itu, sangat mudah untuk menyediakan larutan berairnya, yang berfungsi sebagai sumber anion fluorida untuk semua sintesis di mana ia dikehendaki memasukkannya ke dalam beberapa struktur.

Kalium fluorida. Sumber: Gabriel Bolívar

Di atas ditunjukkan kation K ⁺ (sfera ungu) dan F ^- anion (sfera kebiruan). Kedua-dua ion berinteraksi menarik antara satu sama lain dengan caj +1 dan -1 mereka.

Walaupun KF tidak berbahaya seperti HF, fakta bahawa ia mempunyai "kebebasan total" terhadap anion F ^- , menjadikannya garam beracun. Itulah sebabnya penyelesaiannya telah digunakan sebagai racun serangga.

KI dihasilkan dengan bertindak balas kalium karbonat dengan asid hidrofluorik, menghasilkan kalium bifluorida (KHF ₂ ); yang dengan penguraian terma akhirnya menghasilkan kalium fluorida.

Struktur kalium fluorida

Sumber: Susunan kubik atau garam permata untuk kalium fluorida. Benjah-bmm27, dari Wikimedia Commons

Gambar atas menunjukkan struktur kalium fluorida. Sfera ungu, seperti pada gambar pertama, mewakili kation K ⁺ ; sementara sfera kekuningan mewakili F ^- anion .

Perhatikan bahawa susunannya berbentuk kubik dan sesuai dengan struktur seperti garam batu, sangat mirip dengan struktur natrium klorida. Semua sfera dikelilingi oleh enam jiran, yang membentuk oktahedron KF ₆ atau FK ₆ ; iaitu, setiap K ⁺ dikelilingi oleh enam F ^- , dan yang sama berlaku sebaliknya.

Telah disebutkan sebelumnya bahawa KF bersifat hygroscopic dan oleh itu menyerap kelembapan dari persekitaran. Oleh itu, susunan yang ditunjukkan sesuai dengan bentuk anhidrat (tanpa air) dan bukan dengan hidratnya; yang menyerap begitu banyak air sehingga mereka larut dan "cair" (deliquescence).

Hidrat

Struktur kristal hidrat menjadi kurang sederhana. Kenapa? Kerana sekarang molekul air campur tangan secara langsung dalam pengaturan dan berinteraksi dengan K ⁺ dan F ^- ion . Sebilangan hidrat yang paling stabil ialah KF · 2H ₂ O dan KF · 4H ₂ O.

Dalam kedua hidrat, oktahedra yang baru disebutkan cacat oleh molekul air. Ini terutamanya disebabkan oleh ikatan hidrogen antara F ^- dan H ₂ O (F ^- -HOH). Kajian kristalografi telah menentukan bahawa walaupun dua ion ini mempunyai bilangan jiran yang sama.

Hasil daripada semua ini, struktur kubik asli untuk kalium fluorida anhidrat diubah menjadi susunan monoklinik dan bahkan rhombohedral.

Anhidrat berkongsi harta tanah, jadi kristal putih mereka jika dibiarkan bersentuhan dengan kabut sejuk akan berubah berair dalam waktu yang singkat.

Hartanah

Berat molekul

58.097 g / mol.

Penampilan fizikal (warna)

Kristal padu putih atau serbuk kristal putih deliquescent.

Rasa

Rasa masin yang tajam.

Takat didih

2,741 ° F hingga 760 mmHg (1502 ° C). Dalam keadaan cair, ia menjadi konduktor elektrik, walaupun F ^- anion mungkin tidak berkolaborasi pada tahap yang sama dengan K ⁺ .

Takat lebur

1,576 ° F; 858 ° C; 1131 K (KF anhidrat). Ini menunjukkan ikatan ioniknya yang kuat.

Keterlarutan

Larut dalam HF, tetapi tidak larut dalam alkohol. Ini menunjukkan bahawa ikatan hidrogen antara fluorida dan alkohol, F ^- -HOR, tidak menyukai proses pemecahan terhadap pelarutan kisi kristal mereka.

Keterlarutan air

Anhidrat 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); dihidrat 349.3 g / 100 ml (18 ° C). Iaitu, kerana KF terhidrat, ia menjadi lebih larut dalam air.

Ketumpatan

2.48 g / cm ³ .

Tekanan wap

100 kPa (750 mmHg) pada suhu 1.499 ° C.

Penguraian

Apabila dipanaskan hingga penguraian ia mengeluarkan asap toksik kalium oksida dan hidrogen fluorida.

Tindakan menghakis

Penyelesaian berair menghakis kaca dan porselin.

Titik Kilat

Ia bukan bahan mudah terbakar

Indeks biasan eksperimen (ηD)

1,363.

Kestabilan

Stabil jika dilindungi dari kelembapan, jika tidak, pepejal akan larut. Tidak serasi dengan asid dan basa kuat.

Permohonan

Laraskan pH

Penyelesaian berair kalium fluorida digunakan dalam aplikasi dan proses industri; sebagai contoh, penyelesaian KF membolehkan pH disesuaikan dalam pembuatan di kemudahan pemprosesan tekstil dan di mesin cuci (hampir dengan nilai 7).

Sumber fluorin

Kalium fluorida adalah selepas hidrogen fluorida, sumber utama mendapatkan fluorin. Elemen ini digunakan dalam loji nuklear dan dalam pengeluaran sebatian anorganik dan organik, beberapa dengan penggunaan seperti penggabungannya dalam ubat gigi.

Sintesis fluorokarbon

Kalium fluorida dapat digunakan dalam sintesis fluorokarbon atau fluorokarbon dari klorokarbon, menggunakan reaksi Finkeistein. Etilena glikol dan dimetil sulfoksida digunakan sebagai pelarut dalam tindak balas ini.

Fluorinasi

Oleh kerana ia adalah sumber fluor di mana ia larut dalam air, fluorida kompleks dapat disintesis dari larutannya; iaitu, F ^- dimasukkan ke dalam struktur. Contohnya adalah dalam persamaan kimia berikut:

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

Fluorida KMnF ₃ bercampur kemudian mendapan . Oleh itu, F ^- dapat ditambahkan untuk menjadikannya sebahagian daripada garam logam kompleks. Selain mangan, fluorida logam lain dapat mendakan: KCoF ₃ , KFeF ₃ , KNiF ₃ , KCuF ₃ dan KZnF ₃ .

Begitu juga, fluor dapat dimasukkan secara kovalen ke dalam cincin aromatik, mensintesis organofluorida.

Pelbagai

KF digunakan sebagai bahan perantaraan atau bahan mentah untuk sintesis sebatian yang terutama digunakan dalam produk agrokimia atau racun perosak.

Di samping itu, ia digunakan sebagai agen fluks untuk pengelasan dan pengukiran kaca; iaitu larutan berairnya memakan permukaan kaca dan, pada acuan, mencetak kemasan yang diinginkan.

Rujukan

1. Buku Kimia. (2017). Kalium fluorida. Dipulihkan dari: chemicalbook.com
2. PubChem. (2019). Kalium fluorida. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. TH Anderson dan EC Lincafelte. (1951). Struktur kalium fluorida dihidrat. Acta Cryst. 4, 181.
4. Persatuan Kimia Diraja. (2015). Kalium fluorida. ChemSpider. Dipulihkan dari: chemspider.com
5. Maquimex. (sf). Kalium fluorida. Dipulihkan dari: maquimex.com