فلوريد البوتاسيوم (KF): التركيب والخصائص والاستخدامات - كيمياء - 2025

و فلوريد البوتاسيوم هو هاليد غير العضوية التي هي ملح تشكلت بين المعدن والهالوجين. تركيبته الكيميائية هي KF، وهو ما يعني أن كل K ⁺ الموجبة هناك نظيره F ^-. كما يمكن رؤيته ، تكون التفاعلات كهروستاتيكية ، ونتيجة لذلك لا توجد روابط تساهمية KF.

يتميز هذا الملح بقابلية ذوبانه الشديدة في الماء ، وهذا هو السبب في أنه يشكل ترطيبًا ويمتص الرطوبة ويميل. لذلك ، من السهل جدًا تحضير المحاليل المائية منه ، والتي تعمل كمصدر لأنيونات الفلورايد لجميع تلك التركيبات حيث يكون مطلوبًا دمجها في بعض الهياكل.

فلوريد البوتاسيوم. المصدر: غابرييل بوليفار

يظهر أعلاه كاتيون K ⁺ (كرة أرجوانية) و F ^- أنيون (كرة مزرقة). يتفاعل كلا الأيونات في جذب بعضهما البعض من خلال شحنات +1 و -1.

على الرغم من أن KF ليس خطيرًا مثل HF ، إلا أن حقيقة أنه يتمتع "بحرية كاملة" لأنيون F ^- يجعله ملحًا سامًا. لهذا السبب تم استخدام حلولهم كمبيدات حشرية.

يتم إنتاج KI عن طريق تفاعل كربونات البوتاسيوم مع حمض الهيدروفلوريك ، مما ينتج عنه ثنائي فلوريد البوتاسيوم (KHF ₂) ؛ والتي عن طريق التحلل الحراري ينتهي بها الأمر إلى تكوين فلوريد البوتاسيوم.

هيكل فلوريد البوتاسيوم

المصدر: ترتيب مكعب أو ملح جوهرة لفلوريد البوتاسيوم. Benjah-bmm27 ، من ويكيميديا ​​كومنز

تُظهر الصورة العلوية بنية فلوريد البوتاسيوم. تمثل الكرات الأرجوانية ، كما في الصورة الأولى ، الكاتيونات K ⁺ ؛ بينما تمثل المجالات مصفر وF ^- الأنيونات.

لاحظ أن الترتيب مكعب ويتوافق مع هيكل شبيه بالملح الصخري ، مشابه جدًا لذلك الموجود في كلوريد الصوديوم. جميع المجالات محاطة بستة جيران ، والتي تشكل ثماني السطوح KF ₆ أو FK ₆ ؛ أي أن كل K ⁺ محاط بستة F ^- ويحدث نفس الشيء بالعكس.

تم ذكره سابقًا أن KF مادة استرطابية وبالتالي تمتص الرطوبة من البيئة. وبالتالي ، فإن الترتيب الموضح يتوافق مع الشكل اللامائي (بدون ماء) وليس مع هيدراته ؛ التي تمتص الكثير من الماء حتى أنها تصبح ذائبة و "تذوب" (الذوبان).

يرطب

تصبح الهياكل البلورية للهيدرات أقل بساطة. لماذا ا؟ لأنه الآن في جزيئات الماء تتدخل مباشرة في الترتيبات والتفاعل مع K ⁺ و F ^- الأيونات. بعض الهيدرات الأكثر استقرارًا هي KF · 2H ₂ O و KF · 4H ₂ O.

في كلا الهيدرات ، تتشوه الأوكتاهدرا المذكورة للتو بواسطة جزيئات الماء. هذا يرجع أساسًا إلى الروابط الهيدروجينية بين F ^- و H ₂ O (F ^- HOH). توصلت دراسات علم البلورات إلى أنه على الرغم من ذلك ، لا يزال عدد الأيونات نفس عدد الجيران.

نتيجة لكل هذا ، يتحول الهيكل المكعب الأصلي لفلوريد البوتاسيوم اللامائي إلى ترتيب أحادي الميل وحتى معيني الشكل.

تشترك اللامائية في خاصية اللامائية ، لذا فإن بلوراتها البيضاء إذا تركت على اتصال مع ضباب بارد ستتحول إلى الماء في وقت قصير.

الخصائص

الوزن الجزيئي الغرامي

58.097 جم / مول.

المظهر المادي (اللون)

بلورات مكعبة بيضاء أو مسحوق بلوري أبيض لامع.

المذاق

طعم مالح حاد.

نقطة الغليان

2741 درجة فهرنهايت إلى 760 ملم زئبق (1502 درجة مئوية). في الحالة السائلة، يصبح موصل للكهرباء، على الرغم من أن F ^- الأنيونات قد لا تتعاون لبنفس درجة K ⁺.

نقطة الانصهار

1،576 درجة فهرنهايت 858 درجة مئوية ؛ 1131 ك (لا مائي KF). هذا يدل على روابطها الأيونية القوية.

الذوبان

قابل للذوبان في HF ، لكنه غير قابل للذوبان في الكحول. هذا يدل على أن الروابط الهيدروجينية بين الفلورايد والكحول ، F ^- -HOR ، لا تفضل عملية الذوبان ضد انحلال الشبكة البلورية.

الذوبان في الماء

لا مائي 92 جم / 100 مل (18 درجة مئوية) ؛ 102 جم / 100 مل (25 درجة مئوية) ؛ ثنائي هيدرات 349.3 جم / 100 مل (18 درجة مئوية). أي بما أن KF رطب ، فإنه يصبح أكثر قابلية للذوبان في الماء.

كثافة

2.48 جم / سم ³.

ضغط البخار

100 كيلو باسكال (750 مم زئبق) عند 1499 درجة مئوية.

تقسيم

عند تسخينها للتحلل ينبعث منها دخان سام من أكسيد البوتاسيوم وفلوريد الهيدروجين.

عمل تآكل

المحلول المائي يفسد الزجاج والبورسلين.

نقطة مضيئة

إنها ليست مادة قابلة للاشتعال

معامل الانكسار التجريبي (ηD)

1،363.

المزيد

مستقرة إذا كانت محمية من الرطوبة ، وإلا فإن المادة الصلبة ستذوب. غير متوافق مع الأحماض والقواعد القوية.

التطبيقات

ضبط الرقم الهيدروجيني

تستخدم المحاليل المائية لفلوريد البوتاسيوم في التطبيقات والعمليات الصناعية ؛ على سبيل المثال ، تسمح حلول KF بتعديل الأس الهيدروجيني في التصنيع في مرافق معالجة المنسوجات والمغاسل (قريبة من قيمة 7).

مصدر الفلور

فلوريد البوتاسيوم يأتي بعد فلوريد الهيدروجين ، المصدر الرئيسي للحصول على الفلور. يستخدم هذا العنصر في المحطات النووية وفي إنتاج المركبات العضوية وغير العضوية ، وبعضها له استخدامات مثل دمجه في معاجين الأسنان.

تخليق الفلوروكربونات

يمكن استخدام فلوريد البوتاسيوم في تصنيع الفلوروكربون أو الفلوروكربون من الكلوروكربون ، باستخدام تفاعل Finkeistein. يتم استخدام الإيثيلين جلايكول وثنائي ميثيل سلفوكسيد كمذيبات في هذا التفاعل.

الفلورة

نظرًا لأنه مصدر للفلور حيث يذوب في الماء ، يمكن تصنيع الفلوريدات المعقدة من محاليله ؛ وهذا يعني أن F ^- مدمج في الهياكل. مثال في المعادلة الكيميائية التالية:

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

ثم يترسب فلوريد KMnF ₃ المختلط. وهكذا، F ^- يمكن أن تضاف لجعلها جزءا من الملح المعدنية المعقدة. إلى جانب المنغنيز ، يمكن ترسيب فلوريد المعادن الأخرى: KCoF ₃ و KFeF ₃ و KNiF ₃ و KCuF ₃ و KZnF ₃.

وبالمثل ، يمكن دمج الفلور بشكل تساهمي في حلقة عطرية ، لتوليف الفلوريدات العضوية.

مختلف

يستخدم KF كمادة وسيطة أو خام لتركيب المركبات التي تستخدم بشكل رئيسي في الكيماويات الزراعية أو منتجات مبيدات الآفات.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه كعامل تدفق للحام ونقش الزجاج ؛ أي أن محلولها المائي يبتلع سطح الزجاج ويطبع على القالب النهاية المرغوبة.

المراجع

1. كتاب كيميائي. (2017). فلوريد البوتاسيوم. تم الاسترجاع من: chemicalbook.com
2. بوبكيم. (2019). فلوريد البوتاسيوم. تم الاسترجاع من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. تي إتش أندرسون و EC لينكافيلتي. (1951). هيكل ثنائي هيدرات فلوريد البوتاسيوم. اكتا كريست. 4 ، 181.
4. الجمعية الملكية للكيمياء. (2015). فلوريد البوتاسيوم. كيم سبايدر. تم الاسترجاع من: chemspider.com
5. ماكيمكس. (سادس). فلوريد البوتاسيوم. تم الاسترجاع من: maquimex.com