L' idruro di potassio è un composto chimico formato dalla combinazione ionica diretta dell'idrogeno nella sua forma molecolare e del metallo alcalino del potassio. Come tutti gli altri idruri di questo tipo, è un composto solido, che ha un alto punto di fusione come accade con tutte le molecole ioniche.
Gli idruri sono composti chimici costituiti da idrogeno e uno o più altri elementi, di natura metallica o non metallica. A seconda della loro struttura e caratteristiche, queste sostanze possono essere di tre classi: idruri ionici, covalenti o interstiziali.
Avendo la natura di un composto ionico, l'idruro di potassio è costituito da un anione (in questo caso, lo ione idruro H - ) e un catione (lo ione di potassio K + ).
Lo ione idruro si comporta come una forte base di Brønsted; cioè, adotta facilmente protoni da una sostanza donatrice come il potassio metallico, che li riceve.
Struttura
Il potassio fu identificato sperimentalmente per la prima volta nel 1807 dal chimico britannico Sir Humphry Davy, così come altri elementi chimici (calcio, magnesio, boro, stronzio e bario) usando la tecnica dell'elettrolisi.
Questo scienziato è stato anche colui che ha scoperto la reazione chimica che si traduce nella formazione di idruro di potassio, che si presenta nella sua forma pura come un solido bianco, sebbene i reagenti disponibili in commercio siano grigi.
La struttura di questo idruro binario è caratterizzata dall'essere cristallina, in particolare di tipo cubico, cioè la cellula unitaria di questo cristallo è un cubo centrato sulla faccia, come si vede nella figura precedente.
Le reazioni svolte dagli idruri metallici avvengono sulla superficie cristallina, e questo idruro ha dimostrato di avere il raggio dell'idruro e l'energia reticolare ottimale per questo tipo di reazione, anche al di sopra degli idruri di altri metalli.
Formazione
L'idruro di potassio, la cui formula è rappresentata come KH, è una sostanza inorganica classificata come idruro di metallo alcalino perché si forma combinando direttamente l'idrogeno molecolare con il potassio attraverso la seguente reazione:
H 2 + 2K → 2KH
Questa reazione è stata scoperta dallo stesso scienziato che per primo ha identificato il potassio. Ha notato come questo metallo si vaporizzava se esposto a un flusso di idrogeno gassoso, quando la sua temperatura veniva aumentata al di sotto del punto di ebollizione.
Un idruro di potassio che possiede un'attività superiore può essere prodotto anche in modo semplice, partendo da una reazione di idrogeno e altri composti superbasici (come il terz-butossido di potassio, chiamato t-BuOK-TMEDA), e in fase di preparazione in esano.
Proprietà
L'idruro di potassio non si trova spontaneamente in natura. Viene prodotto dalla reazione sopra descritta e si trova come un solido cristallino, che si decompone ad una temperatura intorno ai 400 ° C, prima di raggiungere il punto di fusione.
Questo composto ha una massa molare di circa 40,106 g / mol a causa della combinazione delle masse molari dei suoi due componenti. Inoltre la sua densità è di 1,43 g / cm 3 (prendendo come punto di riferimento quella dell'acqua in condizioni standard, che è di 1,00 g / cm 3 ).
In questo senso, è anche noto che questo composto ha proprietà piroforiche; cioè può accendersi spontaneamente in presenza di aria, oltre che di agenti ossidanti e di alcuni gas.
Per questo motivo va trattato con cautela e contenuto come sospensione in un olio minerale o anche in cera paraffinica, riducendone la piroforicità e facilitandone la manipolazione.
solubilità
Per quanto riguarda la sua solubilità, questo idruro è considerato solubile negli idrossidi fusi (come l'idrossido di sodio fuso), nonché nelle miscele saline. Invece, è insolubile in solventi di origine organica come etere dietilico, benzene o disolfuro di carbonio.
Allo stesso modo, è considerata una sostanza abbastanza corrosiva, che manifesta anche una reazione violenta quando viene a contatto con composti acidi, interagendo in un rapporto quantitativo.
Questa specie si comporta anche come una "superbasi" considerata ancora più forte del composto di idruro di sodio; Inoltre, ha il carattere di un donatore di ioni idruro.
applicazioni
L'idruro di potassio disponibile in commercio, formato attraverso la reazione dell'idrogeno molecolare con il potassio elementare, ha una reattività che è correlata alle impurità che ha (principalmente potassio o suoi prodotti di reazione), che porta a reazioni collaterali e rese che possono variare.
La sua natura di estrema basicità lo rende molto utile per effettuare determinate sintesi organiche, nonché nei processi di deprotonazione di alcune sostanze che hanno gruppi carbonilici per dare origine a composti enolati.
Allo stesso modo, l'idruro di potassio viene utilizzato nella trasformazione di alcune ammine nelle loro corrispondenti ammidi (ammidi con catene alchiliche di tipo KNHR e KNR 2 ), mediante la loro deprotonazione. Allo stesso modo, esegue una rapida deprotonazione negli alcoli terziari.
Oltre ad essere un eccellente deprotonatore, questo composto viene anche utilizzato in alcune reazioni di eliminazione, ciclizzazione-condensazione e riarrangiamento molecolare e costituisce un eccellente agente riducente.
In altri tipi di reazioni, un etere corona può agire come un agente di trasferimento di fase, sebbene possa anche agire come un semplice agente per lo "strippaggio" (processo per rimuovere le impurità) dalla superficie dell'idruro di potassio, attraverso il dissoluzione dei sali inorganici che si formano.
Riferimenti
- Chang, R. (2007). Chimica. Messico: McGraw-Hill
- Brown, CA (1974). Potassio idruro, nuovo reagente idruro altamente attivo. Reattività, applicazioni e tecniche nelle reazioni organiche e organometalliche. Il Journal of Organic Chemistry.
- MacDiarmid, AG (2009). Sintesi inorganiche. Ottenuto da books.google.co.ve
- Majewski, M. e Snieckus, V. (2014). Scienza della sintesi: metodi Houben-Weyl delle trasformazioni molecolari. Ottenuto da books.google.co.ve