FLUORURO DI POTASSIO (KF): STRUTTURA, PROPRIETÀ E USI - CHIMICA - 2025

Il fluoruro di potassio è un alogenuro inorganico che è un sale formato tra il metallo e l'alogeno. La sua formula chimica è KF, il che significa che per ogni catione K ⁺ c'è una controparte F ^- . Come si può vedere, le interazioni sono elettrostatiche e di conseguenza non ci sono legami KF covalenti.

Questo sale è caratterizzato dalla sua estrema solubilità in acqua, motivo per cui forma idrata, assorbe umidità ed è deliquescente. Pertanto è molto facile prepararne soluzioni acquose, che fungono da fonte di anioni fluoruro per tutte quelle sintesi dove si desidera incorporarlo in qualche struttura.

Fluoruro di potassio. Fonte: Gabriel Bolívar

Sopra sono mostrati il ​​catione K ⁺ (sfera viola) e l'anione F ^- (sfera bluastra). Entrambi gli ioni interagiscono attirandosi a vicenda con le loro cariche +1 e -1.

Sebbene KF non sia pericoloso come HF, il fatto che abbia "totale libertà" per l'anione F ^- , lo rende un sale tossico. Ecco perché le loro soluzioni sono state utilizzate come insetticidi.

KI è prodotto facendo reagire il carbonato di potassio con acido fluoridrico, producendo bifluoruro di potassio (KHF ₂ ); che per decomposizione termica finisce per originare fluoruro di potassio.

Struttura del fluoruro di potassio

Fonte: disposizione cubica o sale gemma per fluoruro di potassio. Benjah-bmm27, da Wikimedia Commons

L'immagine in alto mostra la struttura del fluoruro di potassio. Le sfere viola, come nella prima immagine, rappresentano i cationi K ⁺ ; mentre le sfere giallastro rappresentano la F ^- anioni .

Si noti che la disposizione è cubica e corrisponde a una struttura simile al salgemma, molto simile a quella del cloruro di sodio. Tutte le sfere sono circondate da sei vicini, che formano un ottaedro KF ₆ o FK ₆ ; cioè, ogni K ⁺ è circondato da sei F ^- e lo stesso accade viceversa.

È stato accennato in precedenza che KF è igroscopico e quindi assorbe l'umidità dall'ambiente. Pertanto, la disposizione mostrata corrisponderebbe alla forma anidra (senza acqua) e non ai suoi idrati; che assorbono così tanta acqua da essere addirittura solubilizzati e "sciolti" (deliquescenza).

idrata

Le strutture cristalline degli idrati diventano meno semplici. Perché? Perché ora le molecole d'acqua intervengono direttamente nelle disposizioni e interagiscono con gli ioni K ⁺ e F ^- . Alcuni degli idrati più stabili sono KF · 2H ₂ O e KF · 4H ₂ O.

In entrambi gli idrati gli ottaedri appena citati sono deformati dalle molecole d'acqua. Ciò è dovuto principalmente ai legami idrogeno tra F ^- e H ₂ O (F ^- -HOH). Studi cristallografici hanno stabilito che nonostante ciò i due ioni continuano ad avere lo stesso numero di vicini.

Come risultato di tutto ciò, la struttura cubica originale del fluoruro di potassio anidro viene trasformata in una disposizione monoclina e persino romboedrica.

Quelli anidri condividono la proprietà deliquescente, quindi i loro cristalli bianchi se lasciati a contatto con una nebbia fredda diventerebbero acquosi in breve tempo.

Proprietà

Peso molecolare

58,097 g / mol.

Aspetto fisico (colore)

Cristalli cubici bianchi o polvere cristallina bianca deliquescente.

Gusto

Gusto salato deciso.

Punto di ebollizione

Da 2,741 ° F a 760 mmHg (1502 ° C). Allo stato liquido, essa diventa un conduttore di elettricità, anche se gli F ^- anioni possono non collaborare allo stesso grado come K ⁺ .

Punto di fusione

1.576 ° F; 858 ° C; 1131 K (KF anidro). Questo è indicativo dei suoi forti legami ionici.

solubilità

Solubile in HF, ma insolubile in alcool. Ciò dimostra che i legami idrogeno tra fluoruro e alcoli, F ^- -HOR, non favoriscono il processo di solvatazione contro la dissoluzione del loro reticolo cristallino.

Solubilità dell'acqua

92 g / 100 ml anidro (18 ° C); 102 g / 100 ml (25 ° C); diidrato 349,3 g / 100 ml (18 ° C). Cioè, poiché KF è idratato, diventa più solubile in acqua.

Densità

2,48 g / cm ³ .

Pressione del vapore

100 kPa (750 mmHg) a 1.499 ° C.

Decomposizione

Quando riscaldato fino alla decomposizione emette un fumo tossico di ossido di potassio e acido fluoridrico.

Azione corrosiva

Una soluzione acquosa corrode il vetro e la porcellana.

Punto d'infiammabilità

Non è una sostanza infiammabile

Indice di rifrazione sperimentale (ηD)

1.363.

Stabilità

Stabile se protetto dall'umidità, altrimenti il ​​solido si dissolverà. Incompatibile con acidi e basi forti.

applicazioni

Regola il pH

Le soluzioni acquose di fluoruro di potassio sono utilizzate in applicazioni e processi industriali; ad esempio, le soluzioni KF consentono di regolare il pH nella produzione negli impianti di lavorazione dei tessuti e nelle lavanderie (vicino a un valore di 7).

Fonte di fluoro

Il fluoruro di potassio è dopo il fluoruro di idrogeno, la principale fonte per ottenere il fluoro. Questo elemento è utilizzato negli impianti nucleari e nella produzione di composti inorganici e organici, alcuni con usi come la sua incorporazione nei dentifrici.

Sintesi di fluorocarburi

Il fluoruro di potassio può essere utilizzato nella sintesi di fluorocarbon o fluorocarbon da clorocarbon, utilizzando la reazione Finkeistein. Il glicole etilenico e il dimetilsolfossido sono usati come solventi in questa reazione.

fluorurazione

Poiché è una fonte di fluoro dove si trova disciolto in acqua, dalle sue soluzioni possono essere sintetizzati fluoruri complessi; cioè, una F ^- è incorporata nelle strutture. Un esempio è nella seguente equazione chimica:

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

Il fluoruro KMnF ₃ misto quindi precipita . Quindi, F ^- potrebbe essere aggiunto per renderlo parte di un sale metallico complesso. Oltre al manganese, possono essere precipitati fluoruri di altri metalli: KCoF ₃ , KFeF ₃ , KNiF ₃ , KCuF ₃ e KZnF ₃ .

Allo stesso modo, il fluoro può essere incorporato in modo covalente in un anello aromatico, sintetizzando organofluoruri.

vario

KF è utilizzato come intermedio o materia prima per la sintesi di composti che vengono utilizzati principalmente nei prodotti agrochimici o pesticidi.

Inoltre, viene utilizzato come fondente per saldatura e incisione del vetro; ovvero, la sua soluzione acquosa erode la superficie del vetro e, su uno stampo, stampa la finitura desiderata.

Riferimenti

1. Libro di chimica. (2017). Fluoruro di potassio. Estratto da: chemicalbook.com
2. PubChem. (2019). Fluoruro di potassio. Estratto da: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. TH Anderson e EC Lincafelte. (1951). La struttura del fluoruro di potassio diidrato. Acta Cryst. 4, 181.
4. Royal Society of Chemistry. (2015). Fluoruro di potassio. ChemSpider. Estratto da: chemspider.com
5. Maquimex. (Sf). Fluoruro di potassio. Estratto da: maquimex.com