불화 칼륨 (KF) : 구조, 특성 및 용도 - 화학 - 2026

불화 칼륨은 금속과 할로겐 사이에 형성된 염 무기 할라이드이다. 그 화학식은 모든 K 동안 그 KF, 수단 ^+의 양이온 가 상대 F는 ^- . 보시다시피 상호 작용은 정전 기적이며 결과적으로 공유 KF 결합이 없습니다.

이 소금은 물에 대한 극도의 용해성이 특징이므로 수화물을 형성하고 수분을 흡수하며 조해성이 있습니다. 따라서 일부 구조에 통합하려는 모든 합성에 대해 불소 음이온의 공급원으로 사용되는 수용액을 준비하는 것은 매우 쉽습니다.

불화 칼륨. 출처 : Gabriel Bolívar

K 위에있는 바와 같다 ⁺ 양이온 (보라색 영역)와 F ^- 음이온 (청색 영역은). 두 이온은 상호 작용하여 +1 및 -1 충전으로 서로를 끌어 당깁니다.

KF는 HF, 그것은 음이온 F에 "완전한 자유"를 가지고 있다는 사실만큼 위험하지 않지만 ^- , 그것은 유독 소금합니다. 이것이 그들의 솔루션이 살충제로 사용 된 이유입니다.

KI는 탄산 칼륨과 불화 수소산을 반응시켜 중불 화 칼륨 (KHF ₂ )을 생성하여 생성됩니다 . 열분해에 의해 불화 칼륨이 생성됩니다.

불화 칼륨의 구조

출처 : 불화 칼륨에 대한 큐빅 배열 또는 보석 소금. Benjah-bmm27, Wikimedia Commons에서

위 이미지는 불화 칼륨의 구조를 보여줍니다. 첫 번째 이미지에서와 같이 자주색 구체는 K ⁺ 양이온을 나타냅니다 . 노란 구체는 F 표현하면서 ^- 음이온을 .

배열은 입방 형이며 염화나트륨과 매우 유사한 암염과 같은 구조에 해당합니다. 모든 구체는 KF ₆ 또는 FK ₆ 팔면체를 구성하는 6 개의 이웃으로 둘러싸여 있습니다 . 즉, 각 K됩니다 ^+는 여섯 F에 둘러싸여 ^- 와 같은 반대의 반대를 발생합니다.

KF는 흡습성이있어 환경으로부터 수분을 흡수한다는 사실은 앞서 언급 한 바 있습니다. 따라서 표시된 배열은 수화물이 아닌 무수 형태 (물 없음)에 해당합니다. 물을 너무 많이 흡수하여 용해되고 녹아 버립니다 (조해).

수화물

수화물의 결정 구조는 덜 단순 해집니다. 왜? 지금 때문에 물 분자는 K와 협정 및 상호 작용에 직접적으로 관여 ⁺ 및 F ^- 이온 . 가장 안정적인 수화물 중 일부는 KF · 2H ₂ O 및 KF · 4H ₂ O입니다.

두 수화물에서 방금 언급 한 팔면체는 물 분자에 의해 변형됩니다. 이것은 주로 F 사이의 수소 결합에 기인 ^- 및 H ₂ (F O ^- -HOH). 결정학 연구에 따르면이 두 이온은 계속해서 같은 수의 이웃을 가지고 있습니다.

이 모든 결과로 무수 불화 칼륨의 원래 입방체 구조는 단 사정, 심지어 능 면체 배열로 변형됩니다.

무수물은 조해 특성을 공유하므로 차가운 안개와 접촉하면 백색 결정이 단시간에 물로 변합니다.

속성

분자 무게

58.097g / 몰.

외관 (색상)

백색 입방정 또는 조해성 백색 결정 성 분말.

맛이 나다

날카로운 짠 맛.

비점

2,741 ° F ~ 760mmHg (1502 ° C). 은 F 비록 액체 상태에서는, 전기 도체가된다 ^- 음이온 수 K와 같은 정도 협력하지 ⁺ .

녹는 점

1,576 ° F; 858 ° C; 1131K (무수 KF). 이것은 강한 이온 결합을 나타냅니다.

용해도

HF에 용해되지만 알코올에는 용해되지 않습니다. 이것은 불소와 알코올 사이의 수소 결합 F ^-- HOR가 결정 격자의 용해에 대해 용 매화 과정을 선호하지 않는다는 것을 보여줍니다 .

수용성

무수 92g / 100ml (18 ° C); 102g / 100ml (25 ° C); 이수화 물 349.3g / 100ml (18 ° C). 즉, KF가 수화됨에 따라 물에 더 잘 용해됩니다.

밀도

2.48g / cm ³ .

증기압

1,499 ° C에서 100kPa (750mmHg)

분해

가열되어 분해되면 산화 칼륨과 불화 수소의 독성 연기가 발생합니다.

부식 작용

물 용액은 유리와 자기를 부식시킵니다.

인화점

가연성 물질이 아닙니다

실험적 굴절률 (ηD)

1,363.

안정

습기로부터 보호되면 안정적이며 그렇지 않으면 고체가 용해됩니다. 강산 및 염기와 호환되지 않습니다.

응용

pH 조정

불화 칼륨 수용액은 산업 응용 및 공정에 사용됩니다. 예를 들어, KF 솔루션을 사용하면 섬유 가공 시설 및 세탁실에서 제조시 pH를 조정할 수 있습니다 (값 7에 가까움).

불소 원

불화 칼륨은 불소를 얻는 주요 공급 원인 불화 수소 다음에 있습니다. 이 원소는 원자력 발전소와 무기 및 유기 화합물의 생산에 사용되며 일부는 치약에 포함되는 용도로 사용됩니다.

탄화 플루오르의 합성

플루오르 화 칼륨은 Finkeistein 반응을 사용하여 클로로 카본에서 플루오르 카본 또는 플루오르 카본을 합성하는 데 사용할 수 있습니다. 에틸렌 글리콜과 디메틸 설폭 사이드는이 반응에서 용매로 사용됩니다.

불소화

물에 용해되어있는 불소의 공급원이기 때문에 복잡한 불소를 용액에서 합성 할 수 있습니다. 그는 F 인 ^- 혼입되는 구조로. 예는 다음 화학 방정식에 있습니다.

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

혼합 된 KMnF ₃ 불화물은 침전 됩니다. 따라서, F는 ^- 첨가 될 수 그것은 복합 금속염의 일부 있도록. 망간 외에도 KCoF ₃ , KFeF ₃ , KNiF ₃ , KCuF ₃ 및 KZnF ₃ 와 같은 다른 금속의 불화물이 침전 될 수 있습니다 .

마찬가지로, 불소는 방향족 고리에 공유 결합되어 유기 불화물을 합성 할 수 있습니다.

여러

KF는 주로 농약 또는 농약 제품에 사용되는 화합물의 합성을위한 중간체 또는 원료로 사용됩니다.

또한 용접 및 유리 에칭을위한 융제 제로 사용됩니다. 즉, 그 수용액은 유리 표면을 먹어 치우고 금형에 원하는 마감재를 인쇄합니다.

참고 문헌

1. 화학 책. (2017). 불화 칼륨. 출처 : chemicalbook.com
2. PubChem. (2019). 불화 칼륨. 출처 : pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. TH Anderson 및 EC Lincafelte. (1951). 불화 칼륨 이수화 물의 구조. Acta Cryst. 4, 181.
4. Royal Society of Chemistry. (2015). 불화 칼륨. ChemSpider. 출처 : chemspider.com
5. Maquimex. (sf). 불화 칼륨. 출처 : maquimex.com