フッ化カリウム（KF）：構造、特性、用途 - 化学

フッ化カリウムは、金属とハロゲンとの間に形成された塩である無機ハロゲン化物です。その化学式は、すべてのKのためにあることを意味KF、ある^+の陽イオンが存在し、相手Fは^-。見てわかるように、相互作用は静電的であり、結果として共有KF結合はありません。

この塩は、水への溶解度が非常に高いため、水和物を形成し、湿気を吸収し、潮解性を示します。したがって、それをいくつかの構造に組み込むことが望まれるすべての合成のフッ化物アニオンの供給源として機能する、その水溶液を調製することは非常に簡単です。

フッ化カリウム。出典：GabrielBolívar

上に示したKである^+のカチオン（紫の球体）とF ^-アニオン（青みがかった球体）。両方のイオンは相互作用し、+ 1と-1の電荷によって互いに引き合います。

KFはHF、それはアニオンFに「総自由」を持っているという事実ほど危険ではないですが^-、それは毒性塩になります。そのため、それらの溶液は殺虫剤として使用されてきました。

KIは、炭酸カリウムをフッ化水素酸と反応させ、重フッ化カリウム（KHF ₂）を生成することによって生成されます。熱分解により、フッ化カリウムが発生します。

フッ化カリウムの構造

出典：フッ化カリウムの立方配列または宝石塩。Wikimedia CommonsのBenjah-bmm27

上の画像はフッ化カリウムの構造を示しています。最初の画像のように、紫色の球はK ⁺カチオンを表しています。黄色がかった球体はF表している^-アニオン。

配置は立方体であり、塩化ナトリウムと非常によく似た岩塩のような構造に対応していることに注意してください。すべての球は、KF ₆またはFK ₆八面体を構成する6つの隣接する球に囲まれています。すなわち、各Kれる^+は 6 Fに囲まれている^-と同じことが逆に起こります。

KFは吸湿性があるため、環境から湿気を吸収することは前述しました。したがって、示された配置は、無水物形態（水なし）に対応し、その水和物には対応しない。非常に多くの水を吸収し、可溶化して「溶ける」（潮解）ことさえあります。

水和物

水和物の結晶構造はそれほど単純ではなくなります。どうして？今水分子が手配とKとの相互作用に直接介入するため、⁺とF ^-イオン。最も安定した水和物のいくつかは、KF・2H ₂ OおよびKF・4H ₂ Oです。

どちらの水和物でも、今述べた八面体は水分子によって変形します。これは主にFとの間の水素結合によるものである^-とH ₂ O（F ^- -HOH）。結晶学的研究により、これにもかかわらず、2つのイオンは同じ数の隣接イオンを持つことが判明しています。

このすべての結果として、無水フッ化カリウムの元の立方体構造は、単斜晶、さらには菱面体晶配列に変換されます。

無水のものは潮解性を共有しているので、それらの白い結晶は冷たい霧と接触したままにされると短時間で水っぽくなります。

プロパティ

分子量

58.097 g / mol。

外観（色）

白い立方晶または潮解性の白い結晶性粉末。

味

シャープな塩味。

沸点

2,741°F〜760 mmHg（1502°C）。Fが液体状態で、それは、電気の導体となる^-アニオンができるKと同程度に協力しません⁺。

融点

1,576°F; 858°C; 1131 K（無水KF）。これは、その強いイオン結合を示しています。

溶解度

HFに可溶、アルコールには不溶。これは、フッ化物とアルコール間の水素結合F ^-- HORが、結晶格子の溶解に対して溶媒和プロセスを優先しないことを示しています。

水溶性

無水92 g / 100 ml（18°C）; 102 g / 100 ml（25°C）; 二水和物349.3 g / 100 ml（18°C）。つまり、KFは水和されるため、水への溶解度が高くなります。

密度

2.48 g / cm ³。

蒸気圧

1,499°Cで100 kPa（750 mmHg）

分解

加熱して分解すると、酸化カリウムとフッ化水素の有毒な煙を放出します。

腐食作用

水溶液はガラスや磁器を腐食させます。

引火点

可燃性物質ではありません

実験的な屈折率（ηD）

1,363。

安定

湿気から保護されている場合は安定、そうでない場合は固体が溶解します。強酸や強塩基とは相容れない。

用途

pHを調整する

フッ化カリウムの水溶液は、工業用途およびプロセスで使用されます。たとえば、KFソリューションを使用すると、繊維加工施設やランドリーの製造でpHを調整できます（値は7に近い）。

フッ素源

ふっ化カリウムはふっ化水素の後、ふっ素を得る主な供給源です。この元素は、原子力発電所や無機および有機化合物の製造に使用され、一部は練り歯磨きに組み込むなどの用途があります。

フルオロカーボンの合成

フッ化カリウムは、フィンケイシュタイン反応を使用して、フルオロカーボンまたはクロロカーボンからフルオロカーボンの合成に使用できます。この反応では、溶媒としてエチレングリコールとジメチルスルホキシドが使用されます。

フッ素化

水に溶解しているフッ素源であるため、その溶液から複雑なフッ化物を合成できます。それは、Fである^-組み込まれている構造に。例は次の化学方程式にあります：

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

混合されたKMnF ₃フッ化物が沈殿します。したがって、Fは、^-追加することができる複合金属塩のその部分を作ります。マンガンのほかに、他の金属のフッ化物を沈殿させることができる：KCOF ₃、KFeF ₃、KNiF ₃、KCuF ₃およびKZnF ₃。

同様に、フッ素は芳香環に共有結合で組み込まれて、有機フッ化物を合成することができます。

いろいろ

KFは、主に農薬または農薬製品で使用される化合物の合成の中間体または原料として使用されます。

さらに、それは溶接およびガラスエッチングのための融剤として使用されます。つまり、その水溶液はガラスの表面を侵食し、型の上で希望の仕上がりを印刷します。

参考文献

ケミカルブック。（2017）。フッ化カリウム。回収元：chemicalbook.com
PubChem。（2019）。フッ化カリウム。リカバリー元：pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
THアンダーソンとECリンカフェルテ。（1951）。フッ化カリウム二水和物の構造。Acta Cryst。4、181。
王立化学協会。（2015）。フッ化カリウム。ChemSpider。から回復：chemspider.com
マキメックス。（sf）。フッ化カリウム。から回復：maquimex.com

フッ化カリウム（KF）：構造、特性、用途 - 化学 - 2025