Fluoreto de potássio (KF): estrutura, propriedades e usos - Ciência - 2023

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Fluoreto de potássio (KF): estrutura, propriedades e usos - Ciência
Fluoreto de potássio (KF): estrutura, propriedades e usos - Ciência

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o Fluoreto de Potássio É um haleto inorgânico que consiste em um sal formado entre o metal e o halogênio. Sua fórmula química é KF, o que significa que para cada cátion K+ há um F– contrapartida. Como pode ser visto, as interações são eletrostáticas e, como resultado, não há ligações covalentes K-F.

Este sal caracteriza-se pela extrema solubilidade em água, razão pela qual forma hidratos, absorve a humidade e é deliquescente. Portanto, é muito fácil preparar soluções aquosas deste, que servem como fonte de ânions fluoreto para todas aquelas sínteses onde se deseja incorporá-lo a uma estrutura.

Acima está o cátion K+ (esfera roxa) e o ânion F– (esfera azulada). Ambos os íons interagem, atraindo um ao outro por suas cargas +1 e -1.


Embora KF não seja tão perigoso quanto HF, o fato de ter o ânion F–o torna um sal tóxico. É por isso que suas soluções têm sido utilizadas como inseticidas.

KI é produzido pela reação de carbonato de potássio com ácido fluorídrico, produzindo bifluoreto de potássio (KHF2); que por decomposição térmica acaba dando origem ao fluoreto de potássio.

Estrutura do fluoreto de potássio

A imagem superior mostra a estrutura do fluoreto de potássio. As esferas roxas, como na primeira imagem, representam os cátions K+; enquanto as esferas amareladas representam os ânions F–.

Observe que o arranjo é cúbico e corresponde a uma estrutura semelhante a um sal-gema, muito semelhante à do cloreto de sódio. Todas as esferas são rodeadas por seis vizinhos, que constituem um octaedro KF6 ou FK6; ou seja, cada K+ envolve-se com seis F–, e o mesmo acontece vice-versa.


Foi mencionado anteriormente que o KF é higroscópico e, portanto, absorve umidade do ambiente. Assim, o arranjo mostrado corresponderia à forma anidra (sem água) e não aos seus hidratos; que absorvem tanta água que até se solubilizam e "derretem" (deliquescência).

Hidratos

As estruturas cristalinas dos hidratos tornam-se menos simples. Por quê? Porque agora as moléculas de água intervêm diretamente nos arranjos e interagem com os íons K+ e F–. Um dos hidratos mais estáveis ​​é KF2H2O e KF 4H2OU.

Em ambos os hidratos, os octaedros mencionados são deformados pelas moléculas de água. Isso se deve principalmente às ligações de hidrogênio entre o F– e o H2DO–-HOH). Estudos cristalográficos determinaram que, apesar disso, os dois íons continuam a ter o mesmo número de vizinhos.

Como resultado de tudo isso, a estrutura cúbica original do fluoreto de potássio anidro torna-se um arranjo monoclínico e até romboédrico.


Os anidros compartilham a propriedade deliquescente, de modo que seus cristais brancos, se deixados em contato com uma névoa fria, se tornariam aquosos em pouco tempo.

Propriedades

Peso molecular

58,097 g / mol.

Aparência física (cor)

Cristais cúbicos brancos ou pó cristalino branco deliquescente.

Sabor

Gosto salino acentuado.

Ponto de ebulição

2.741 ° F a 760 mmHg (1502 ° C). No estado líquido, torna-se um condutor de eletricidade, embora os ânions F– não colabore no mesmo grau que o K+.

Ponto de fusão

1.576 ° F; 858 ° C; 1131 K (KF anidro). Isso é indicativo de suas fortes ligações iônicas.

Solubilidade

Solúvel em HF, mas insolúvel em álcool. Isso mostra que ligações de hidrogênio entre fluoreto e álcoois, F–-HOR, não favorece o processo de solvatação contra a dissolução de sua rede cristalina.

Solubilidade em água

92 g / 100 ml anidro (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); di-hidrato 349,3 g / 100 ml (18 ° C). Ou seja, à medida que o KF é hidratado, ele se torna mais solúvel em água.

Densidade

2,48 g / cm3.

Pressão de vapor

100 kPa (750 mmHg) a 1.499 ° C.

Decomposição

Quando aquecido até a decomposição, emite fumaça tóxica de óxido de potássio e fluoreto de hidrogênio.

Ação corrosiva

Uma solução aquosa corrói o vidro e a porcelana.

Ponto de inflamação

Não é uma substância inflamável

Índice de refração experimental (ηD)

1.363.

Estabilidade

Estável se protegido da umidade, caso contrário, o sólido se dissolverá. Incompatível com ácidos e bases fortes.

Formulários

Ajustar pH

Soluções aquosas de fluoreto de potássio são utilizadas em aplicações e processos industriais; por exemplo, as soluções KF permitem o ajuste do pH na manufatura em instalações de processamento têxtil e lavanderias (o valor aproximado é 7).

Fonte de flúor

O fluoreto de potássio é depois do fluoreto de hidrogênio, a principal fonte de obtenção de flúor. Esse elemento é utilizado em usinas nucleares e na produção de compostos inorgânicos e orgânicos, alguns com aplicações como incorporação em dentifrícios.

Síntese de fluorocarbonos

O fluoreto de potássio pode ser usado na síntese de fluorocarbono ou fluorocarbono a partir do clorocarbono, usando a reação de Finkeisteína. Etilenoglicol e dimetilsulfóxido são usados ​​como solventes nesta reação.

Fluoração

Por ser uma fonte de flúor dissolvido na água, fluoretos complexos podem ser sintetizados a partir de suas soluções; ou seja, um F é incorporado– às estruturas. Um exemplo está na seguinte equação química:

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

Flúor misto de KMnF então precipita3. Assim, F– de modo que é parte de um sal metálico complexo. Além do manganês, fluoretos de outros metais podem ser precipitados: KCoF3, KFeF3, KNiF3, KCuF3 e KZnF3.

Da mesma forma, o flúor pode ser incorporado covalentemente em um anel aromático, sintetizando organofluoretos.

Vários

KF é usado como um intermediário ou matéria-prima para a síntese de compostos que são usados ​​principalmente em produtos agroquímicos ou pesticidas.

Além disso, é usado como um agente fundente para soldagem e gravação de vidro; ou seja, sua solução aquosa corrói a superfície do vidro e, em um molde, imprime o acabamento desejado.

Referências

  1. Livro Químico. (2017). Fluoreto de Potássio. Recuperado de: chemicalbook.com
  2. PubChem. (2019). Fluoreto de Potássio. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. T. H. Anderson e E. C. Lincafelte. (1951). A estrutura do di-hidrato de fluoreto de potássio. Acta Cryst. 4, 181.
  4. Royal Society of Chemistry. (2015). Fluoreto de Potássio. ChemSpider. Recuperado de: chemspider.com
  5. Maquimex. (s.f.). Fluoreto de Potássio. Recuperado de: maquimex.com