Hidreto de potássio: estrutura, formação, propriedades e usos - Ciência - 2023

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o hidreto de potássio É um composto químico do tipo iônico formado pela combinação direta do hidrogênio em sua forma molecular e o metal alcalino potássio. Como todos os outros hidretos desse tipo, é um composto sólido, que possui um alto ponto de fusão, como ocorre com todas as moléculas iônicas.

Hidretos são compostos químicos constituídos de hidrogênio e um ou mais outros elementos, de natureza metálica ou não metálica. Dependendo de sua estrutura e características, essas substâncias podem ser de três classes: hidretos iônicos, covalentes ou intersticiais.

Por ter a natureza de um composto iônico, o hidreto de potássio é formado por um ânion (neste caso, o íon hidreto H^–) e um cátion (o íon potássio K⁺).

O íon hidreto se comporta como uma forte base de Brønsted; ou seja, ele adota prontamente prótons de uma substância doadora, como o potássio metálico, que os recebe.

Estrutura

O potássio foi identificado experimentalmente pela primeira vez em 1807 pelo químico britânico Sir Humphry Davy, assim como outros elementos químicos (cálcio, magnésio, boro, estrôncio e bário) pela técnica de eletrólise.

Esse cientista também foi quem descobriu a reação química que resulta na formação do hidreto de potássio, que ocorre em sua forma pura na forma de um sólido branco, embora os reagentes comercialmente disponíveis sejam cinza.

A estrutura desse hidreto binário é caracterizada por ser cristalina, especificamente do tipo cúbico, ou seja, a célula unitária desse cristal é um cubo de face centrada, como visto na figura anterior.

As reações realizadas pelos hidretos metálicos ocorrem na superfície cristalina, e este hidreto tem se mostrado possuidor do raio do hidreto e da energia de rede ideal para este tipo de reação, mesmo acima dos hidretos de outros metais.

Treinamento

O hidreto de potássio, cuja fórmula é representada como KH, é uma substância inorgânica classificada como hidreto de metal alcalino porque é formado pela combinação direta de hidrogênio molecular com potássio por meio da seguinte reação:

H₂ + 2K → 2KH

Essa reação foi descoberta pelo mesmo cientista que primeiro identificou o potássio. Ele notou como esse metal vaporizou quando exposto a um fluxo de gás hidrogênio, quando a temperatura deste subiu abaixo do ponto de ebulição.

Um hidreto de potássio que possui atividade superior também pode ser produzido de forma simples, a partir de uma reação de hidrogênio e outros compostos superbásicos (como o terc-butóxido de potássio, denominado t-BuOK-TMEDA), e sendo preparado em hexano.

Propriedades

O hidreto de potássio não é encontrado espontaneamente na natureza. É produzido a partir da reação descrita acima e apresenta-se como um sólido cristalino, que se decompõe a uma temperatura em torno de 400 ° C, antes de atingir seu ponto de fusão.

Esse composto tem massa molar de aproximadamente 40,106 g / mol devido à combinação das massas molares de seus dois componentes. Além disso, sua densidade é de 1,43 g / cm³ (tomando como ponto de referência o da água em condições padrão, que é 1,00 g / cm³).

Nesse sentido, sabe-se também que esse composto possui propriedades pirofóricas; ou seja, pode inflamar-se espontaneamente na presença de ar, bem como de agentes oxidantes e certos gases.

Por esse motivo, deve ser tratado com cautela e contido como suspensão em um óleo mineral ou mesmo cera de parafina, reduzindo assim sua piroforicidade e facilitando seu manuseio.

Solubilidade

Quanto à sua solubilidade, esse hidreto é considerado solúvel em hidróxidos fundidos (como o hidróxido de sódio fundido), bem como em misturas salinas. Em vez disso, é insolúvel em solventes de origem orgânica, como éter dietílico, benzeno ou dissulfeto de carbono.

Da mesma forma, é considerada uma substância bastante corrosiva, que também manifesta uma reação violenta ao entrar em contato com compostos ácidos, interagindo de forma quantitativa.

Esta espécie também se comporta como uma "superbase" considerada ainda mais forte do que o composto de hidreto de sódio; Além disso, tem o caráter de um doador de íons hidreto.

Formulários

O hidreto de potássio disponível comercialmente, formado pela reação do hidrogênio molecular com o potássio elementar, tem uma reatividade que está relacionada às impurezas que possui (principalmente potássio ou seus produtos de reação), o que leva a reações colaterais e rendimentos que podem variar.

A sua natureza de extrema basicidade torna-o muito útil na realização de certas sínteses orgânicas, bem como nos processos de desprotonação de certas substâncias que possuem grupos carbonilo para dar origem a compostos enolatos.

Da mesma forma, o hidreto de potássio é usado na transformação de certas aminas em suas amidas correspondentes (amidas com cadeias alquil do tipo KNHR e KNR₂), por meio de sua desprotonação. Da mesma forma, ele realiza uma rápida desprotonação em álcoois terciários.

Além de ser um excelente desprotonador, este composto também é usado em algumas reações de eliminação, ciclização-condensação e rearranjo molecular, e constitui um excelente agente redutor.

Em outros tipos de reações, um éter de coroa pode atuar como um agente de transferência de fase, embora também possa atuar como um simples agente de "decapagem" (processo para remover impurezas) da superfície do hidreto de potássio, através do dissolução dos sais inorgânicos que se formam.

Referências

Chang, R. (2007). Química. México: McGraw-Hill
Brown, C. A. (1974). Hidreto de potássio, novo reagente de hidreto altamente ativo. Reatividade, aplicações e técnicas em reações orgânicas e organometálicas. The Journal of Organic Chemistry.
MacDiarmid, A. G. (2009). Sínteses inorgânicas. Obtido em books.google.co.ve
Majewski, M. e Snieckus, V. (2014). Ciência da Síntese: Métodos Houben-Weyl de Transformações Moleculares. Obtido em books.google.co.ve