KALI FLORUA (KF): CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT VÀ CÔNG DỤNG - HÓA HỌC - 2026

Các kali florua là một halogen vô cơ mà là một muối hình thành giữa kim loại và halogen. Công thức hóa học của nó là KF, có nghĩa là cứ mỗi cation K ⁺ thì có một phần tử F ^- . Như có thể thấy, các tương tác là tĩnh điện, và kết quả là không có liên kết KF cộng hóa trị.

Muối này được đặc trưng bởi khả năng hòa tan cực cao trong nước, đó là lý do tại sao nó tạo thành hydrat, hút ẩm và dễ gây mê sảng. Do đó, rất dễ dàng để chuẩn bị các dung dịch nước của nó, đóng vai trò như một nguồn anion florua cho tất cả các quá trình tổng hợp mà người ta muốn kết hợp nó vào một cấu trúc nào đó.

Kali florua. Nguồn: Gabriel Bolívar

Hình trên là cation K ⁺ (quả cầu màu tím) và F ^- anion (quả cầu hơi xanh). Cả hai ion tương tác hút nhau bằng điện tích +1 và -1 của chúng.

Mặc dù KF không nguy hiểm như HF, nhưng thực tế là nó có "hoàn toàn tự do" đối với anion F ^- , khiến nó trở thành một loại muối độc. Đó là lý do tại sao giải pháp của họ đã được sử dụng như thuốc diệt côn trùng.

KI được sản xuất bằng cách phản ứng kali cacbonat với axit flohiđric, tạo ra kali biflorua (KHF ₂ ); mà bằng cách phân hủy nhiệt sẽ tạo ra kali florua có nguồn gốc.

Cấu trúc của kali florua

Nguồn: Sắp xếp khối hoặc muối đá quý cho kali florua. Benjah-bmm27, từ Wikimedia Commons

Hình ảnh trên cho thấy cấu trúc của kali florua. Các quả cầu màu tím, như trong hình đầu tiên, đại diện cho các cation K ⁺ ; trong khi các lĩnh vực màu vàng đại diện cho F ^- anion .

Lưu ý rằng sự sắp xếp là hình khối và tương ứng với cấu trúc giống như muối mỏ, rất giống với cấu trúc của natri clorua. Tất cả các hình cầu được bao quanh bởi sáu mặt lân cận, tạo nên một khối bát diện KF ₆ hoặc FK ₆ ; nghĩa là, mỗi K ⁺ được bao quanh bởi sáu F ^- , và điều tương tự cũng xảy ra ngược lại.

Trước đó người ta đã đề cập rằng KF có tính hút ẩm và do đó hút ẩm từ môi trường. Do đó, sự sắp xếp được hiển thị sẽ tương ứng với dạng khan (không có nước) chứ không phải với hydrat của nó; hấp thụ nhiều nước đến mức chúng thậm chí trở nên hòa tan và "tan chảy" (mê sảng).

Hydrat

Các cấu trúc tinh thể của hydrat trở nên ít đơn giản hơn. Tại sao? Bởi vì bây giờ các phân tử nước can thiệp trực tiếp vào sự sắp xếp và tương tác với các ion K ⁺ và F ^- . Một số hiđrat bền nhất là KF · 2H ₂ O và KF · 4H ₂ O.

Trong cả hai hydrat, khối bát diện vừa đề cập đều bị biến dạng bởi các phân tử nước. Điều này chủ yếu là do liên kết hydro giữa F ^- và H ₂ O (F ^- -HOH). Các nghiên cứu tinh thể học đã xác định rằng bất chấp điều này, hai ion vẫn tiếp tục có cùng số lượng lân cận.

Kết quả của tất cả những điều này, cấu trúc lập phương ban đầu của kali florua khan được chuyển thành dạng sắp xếp đơn tà và đều hình thoi.

Những viên khan có chung đặc tính mê sảng, vì vậy các tinh thể màu trắng của chúng nếu tiếp xúc với sương lạnh sẽ chuyển thành dạng nước trong một thời gian ngắn.

Tính chất

Trọng lượng phân tử

58,097 g / mol.

Ngoại hình (màu sắc)

Tinh thể hình khối màu trắng hoặc bột kết tinh màu trắng đặc.

Nếm thử

Vị mặn sắc nét.

Điểm sôi

2,741 ° F đến 760 mmHg (1502 ° C). Trong trạng thái lỏng, nó trở thành một vật dẫn điện, mặc dù F ^- anion có thể không cộng tác với mức độ tương tự như K ⁺ .

Độ nóng chảy

1,576 ° F; 858 ° C; 1131 K (KF khan). Đây là dấu hiệu của các liên kết ion mạnh mẽ của nó.

Độ hòa tan

Hòa tan trong HF, nhưng không hòa tan trong rượu. Điều này cho thấy rằng các liên kết hydro giữa florua và rượu, F ^- -HOR, không có lợi cho quá trình solvat hóa chống lại sự hòa tan của mạng tinh thể của chúng.

Khả năng hòa tan trong nước

Khan 92 g / 100 ml (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); dihydrat 349,3 g / 100 ml (18 ° C). Đó là, khi KF được hydrat hóa, nó trở nên dễ hòa tan hơn trong nước.

Tỉ trọng

2,48 g / cm ³ .

Áp suất hơi

100 kPa (750 mmHg) ở 1.499 ° C.

Sự phân hủy

Khi bị nung nóng để phân hủy nó phát ra khói độc kali oxit và hydro florua.

Hành động ăn mòn

Dung dịch nước ăn mòn thủy tinh và sứ.

Điểm sáng

Nó không phải là chất dễ cháy

Chiết suất thực nghiệm (ηD)

1.363.

Ổn định

Ổn định nếu được bảo vệ khỏi độ ẩm, nếu không chất rắn sẽ hòa tan. Không tương thích với axit và bazơ mạnh.

Các ứng dụng

Điều chỉnh độ pH

Dung dịch nước của kali florua được sử dụng trong các ứng dụng và quy trình công nghiệp; ví dụ, các giải pháp KF cho phép điều chỉnh độ pH trong sản xuất ở các cơ sở chế biến dệt may và các tiệm giặt là (chúng ước tính nó với giá trị 7).

Nguồn flo

Kali florua sau hydro florua, nguồn chính để thu được flo. Nguyên tố này được sử dụng trong các nhà máy hạt nhân và sản xuất các hợp chất vô cơ và hữu cơ, một số được sử dụng như kết hợp trong kem đánh răng.

Tổng hợp fluorocarbon

Kali florua có thể được sử dụng trong quá trình tổng hợp fluorocarbon hoặc fluorocarbon từ chlorocarbon, sử dụng phản ứng Finkeistein. Ethylene glycol và dimethyl sulfoxide được sử dụng làm dung môi trong phản ứng này.

Sự lưu huỳnh

Vì nó là một nguồn flo hòa tan trong nước nên flo phức tạp có thể được tổng hợp từ các dung dịch của nó; nghĩa là, một F ^- được kết hợp vào các cấu trúc. Một ví dụ trong phương trình hóa học sau:

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

Hỗn hợp KMnF ₃ florua sau đó kết tủa . Do đó, F ^- có thể được thêm vào để biến nó thành một phần của muối kim loại phức tạp. Ngoài mangan, florua của các kim loại khác có thể bị kết tủa: KCoF ₃ , KFeF ₃ , KNiF ₃ , KCuF ₃ và KZnF ₃ .

Tương tự như vậy, flo có thể được kết hợp cộng hóa trị vào một vòng thơm, tổng hợp các organofluorid.

Đa dạng

KF được sử dụng như một chất trung gian hoặc nguyên liệu để tổng hợp các hợp chất chủ yếu được sử dụng trong hóa chất nông nghiệp hoặc các sản phẩm thuốc trừ sâu.

Ngoài ra, nó được sử dụng như một chất trợ dung để hàn và ăn mòn thủy tinh; nghĩa là, dung dịch nước của nó ăn mòn bề mặt của thủy tinh và trên khuôn sẽ in thành phẩm mong muốn.

Người giới thiệu

1. Sách Hóa chất. (2017). Kali florua. Phục hồi từ: Chemicalbook.com
2. PubChem. (2019). Kali florua. Được khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. TH Anderson và EC Lincafelte. (1951). Cấu trúc của kali florua dihydrat. Acta Cryst. 4, 181.
4. Hiệp hội Hóa học Hoàng gia. (2015). Kali florua. ChemSpider. Phục hồi từ: chemspider.com
5. Maquimex. (sf). Kali florua. Phục hồi từ: maquimex.com