و هيدريد البوتاسيوم هو مركب كيميائي يتكون من مزيج المباشر الأيونية الهيدروجين في شكله الجزيئي والبوتاسيوم الفلزات القلوية. مثل كل الهيدريدات الأخرى من هذا النوع ، فهو مركب صلب ، له درجة انصهار عالية كما يحدث مع جميع الجزيئات الأيونية.
الهيدريدات هي مركبات كيميائية تتكون من الهيدروجين وعنصر واحد أو أكثر من العناصر المعدنية أو غير المعدنية بطبيعتها. اعتمادًا على هيكلها وخصائصها ، يمكن أن تكون هذه المواد من ثلاث فئات: الهيدريدات الأيونية أو التساهمية أو الخلالية.
من خلال امتلاك طبيعة المركب الأيوني ، يتكون هيدريد البوتاسيوم من أنيون (في هذه الحالة ، أيون الهيدريد H -) وكاتيون (أيون البوتاسيوم K +).
يتصرف أيون الهيدريد مثل قاعدة برونستيد قوية ؛ أي أنه يتبنى بسهولة البروتونات من مادة مانحة مثل البوتاسيوم المعدني الذي يستقبلها.
بناء
تم التعرف على البوتاسيوم بشكل تجريبي لأول مرة في عام 1807 من قبل الكيميائي البريطاني السير همفري ديفي ، بالإضافة إلى عناصر كيميائية أخرى (الكالسيوم والمغنيسيوم والبورون والسترونتيوم والباريوم) باستخدام تقنية التحليل الكهربائي.
كان هذا العالم أيضًا هو من اكتشف التفاعل الكيميائي الذي ينتج عنه تكوين هيدريد البوتاسيوم ، والذي يحدث في شكله النقي كمادة صلبة بيضاء ، على الرغم من أن الكواشف المتاحة تجاريًا رمادية اللون.
تتميز بنية هذا الهيدريد الثنائي بكونها بلورية ، وتحديداً من النوع المكعب ، أي أن خلية الوحدة من هذا البلورة هي مكعب محوره الوجه ، كما هو موضح في الشكل السابق.
تحدث التفاعلات التي تقوم بها هيدرات المعادن على السطح البلوري ، وقد أظهر هذا الهيدريد نصف قطر الهيدريد والطاقة الشبكية المثلى لهذا النوع من التفاعل ، حتى فوق هيدرات المعادن الأخرى.
تدريب
هيدريد البوتاسيوم ، الذي يتم تمثيل صيغته كـ KH ، هو مادة غير عضوية مصنفة على أنها هيدريد فلز قلوي لأنه يتكون عن طريق الجمع المباشر بين الهيدروجين الجزيئي والبوتاسيوم من خلال التفاعل التالي:
H 2 + 2K → 2KH
تم اكتشاف هذا التفاعل من قبل نفس العالم الذي تعرف على البوتاسيوم لأول مرة. لاحظ كيف تبخر هذا المعدن عند تعرضه لتيار من غاز الهيدروجين ، عندما ارتفعت درجة حرارة هذا المعدن إلى ما دون نقطة الغليان.
يمكن أيضًا إنتاج هيدريد البوتاسيوم الذي يمتلك نشاطًا فائقًا بطريقة بسيطة ، بدءًا من تفاعل الهيدروجين والمركبات فائقة الأساس الأخرى (مثل ثلاثي بوتوكسيد البوتاسيوم ، المسمى t-BuOK-TMEDA) ، ويتم تحضيره في الهكسان.
الخصائص
لا يوجد هيدريد البوتاسيوم تلقائيًا في الطبيعة. يتم إنتاجه من التفاعل الموصوف أعلاه ويوجد على شكل مادة صلبة بلورية ، والتي تتحلل عند درجة حرارة حوالي 400 درجة مئوية ، قبل أن تصل إلى نقطة الانصهار.
يحتوي هذا المركب على كتلة مولارية تبلغ حوالي 40.106 جم / مول نتيجة لتوليف الكتل المولية لمكونيه. علاوة على ذلك ، تبلغ كثافته 1.43 جم / سم 3 (مع الأخذ بنقطة مرجعية كثافة الماء في الظروف القياسية ، والتي تبلغ 1.00 جم / سم 3).
بهذا المعنى ، من المعروف أيضًا أن هذا المركب له خصائص تلقائية الاشتعال ؛ أي أنه يمكن أن يشتعل تلقائيًا في وجود الهواء ، وكذلك العوامل المؤكسدة وبعض الغازات.
لهذا السبب ، يجب معالجته بحذر واحتوائه كمعلق في زيت معدني أو حتى شمع برافين ، مما يقلل من اشتعاله ويسهل التعامل معه.
الذوبان
فيما يتعلق بقابلية الذوبان ، يعتبر هذا الهيدريد قابل للذوبان في الهيدروكسيدات المنصهرة (مثل هيدروكسيد الصوديوم المنصهر) ، وكذلك في الخلائط المالحة. بدلاً من ذلك ، فهو غير قابل للذوبان في المذيبات ذات الأصل العضوي مثل ثنائي إيثيل إيثر أو البنزين أو ثاني كبريتيد الكربون.
بنفس الطريقة ، تعتبر مادة أكالة إلى حد ما ، والتي تظهر أيضًا تفاعلًا عنيفًا عندما تتلامس مع المركبات الحمضية ، وتتفاعل في علاقة كمية.
تتصرف هذه الأنواع أيضًا على أنها "قاعدة فائقة" تعتبر أقوى من مركب هيدريد الصوديوم. علاوة على ذلك ، فإنه يتميز بطابع المتبرع بأيونات الهيدريد.
التطبيقات
يحتوي هيدريد البوتاسيوم المتوفر تجارياً ، والذي يتكون من خلال تفاعل الهيدروجين الجزيئي مع عنصر البوتاسيوم ، على تفاعل مرتبط بالشوائب التي يحتوي عليها (بشكل أساسي البوتاسيوم أو نواتج تفاعله) ، مما يؤدي إلى ردود الفعل الجانبية والعوائد التي قد تختلف.
تجعل طبيعتها الأساسية المتطرفة من المفيد جدًا إجراء بعض التركيبات العضوية ، وكذلك في عمليات نزع الروتين لبعض المواد التي تحتوي على مجموعات الكربونيل لإحداث مركبات enolate.
وبالمثل ، يتم استخدام هيدريد البوتاسيوم في تحويل بعض الأمينات إلى الأميدات المقابلة لها (الأميدات مع سلاسل ألكيل من النوع KNHR و KNR 2) ، عن طريق نزع البوتون. وبالمثل ، فإنه ينفذ نزع البروتون السريع في كحول الدرجة الثالثة.
بالإضافة إلى كونه أداة إزالة البوتات الممتازة ، يستخدم هذا المركب أيضًا في بعض تفاعلات الإزالة والتكثيف وإعادة الترتيب الجزيئي ، ويشكل عامل اختزال ممتاز.
في أنواع أخرى من التفاعلات ، يمكن أن يعمل الإيثر التاجي كعامل نقل طور ، على الرغم من أنه يمكن أن يعمل أيضًا كعامل بسيط لـ "نزع" (عملية لإزالة الشوائب) من سطح هيدريد البوتاسيوم ، من خلال إذابة الأملاح غير العضوية المتكونة.
المراجع
- تشانغ ، ر. (2007). كيمياء. المكسيك: ماكجرو هيل
- براون ، كاليفورنيا (1974). هيدريد البوتاسيوم ، كاشف هيدريد جديد عالي الفعالية. التفاعلية والتطبيقات والتقنيات في التفاعلات العضوية والمعدنية العضوية. مجلة الكيمياء العضوية.
- MacDiarmid ، AG (2009). التوليفات غير العضوية. تم الحصول عليها من books.google.co.ve
- Majewski، M.، and Snieckus، V. (2014). علم التركيب: طرق هوبن ويل للتحولات الجزيئية. تم الحصول عليها من books.google.co.ve