Kaliumhydrid: Struktur, formasjon, egenskaper og bruksområder

Kaliumhydrid er en kjemisk forbindelse av ionisk type dannet ved direkte kombinasjon av hydrogen i sin molekylære form og alkalimetallkalium. Som alle andre hydrider av denne typen er det en solid forbindelse, som har et høyt smeltepunkt som med alle ioniske molekyler.

Hydrider er kjemiske forbindelser dannet av hydrogen og en eller flere andre elementer, metalliske eller ikke-metalliske i naturen. Avhengig av deres struktur og egenskaper, kan disse stoffene være av tre typer: ioniske, kovalente eller interstitiale hydrider.

Med naturen av en ionforbindelse består kaliumhydrid av en anion (i dette tilfelle hydridjonen H-) og en kation (kaliumion K +).

Hydridionjonen oppfører seg som en sterk Brønsted-base; det vil si at det enkelt vedtar protonene til en donorsubstans som metallisk kalium, som mottar dem.

struktur

Kalium ble først identifisert eksperimentelt i år 1807 av den britiske kjemikeren Sir Humphry Davy, samt andre kjemiske elementer (kalsium, magnesium, bor, strontium og barium) ved elektrolysemetoden.

Det var også denne forskeren som oppdaget den kjemiske reaksjonen som resulterer i dannelsen av kaliumhydrid, som forekommer i ren form som et hvitt faststoff, selv om reaktantene som er kommersielt tilgjengelige, er grå.

Strukturen av dette binære hydridet er karakterisert ved å være krystallinsk, spesielt av kubisk type, det vil si at enhetscellen i denne krystall er en terning sentrert på ansiktene, som sett i forrige figur.

Reaksjonene utført av metallhydrider forekommer i den krystallinske overflaten, og dette hydridet har manifestert å ha hydrid-radius og den optimale retikulære energi for denne type reaksjoner, selv over hydrider av andre metaller.

trening

Kaliumhydrid, hvis formel er representert som KH, er en uorganisk substans som er klassifisert som et alkalimetallhydrid fordi det dannes ved direkte kombinering av molekylært hydrogen med kalium gjennom følgende reaksjon:

H ₂ + 2K → 2KH

Denne reaksjonen ble oppdaget av samme forsker som identifiserte kalium for første gang. Han innså hvordan dette metallet fordampes når det blir utsatt for en strøm av hydrogengass når temperaturen til sistnevnte øker under kokpunktet.

Det er også mulig å produsere et kaliumhydrid som har en overlegen aktivitet på en enkel måte, ut fra en reaksjon av hydrogen og andre forbindelser av superbasisk natur (som kalium tert-butoksyd, kalt t-BuOK-TMEDA) og blir forberedt i heksan.

egenskaper

Kaliumhydrid finnes ikke spontant i naturen. Den er fremstilt fra reaksjonen beskrevet ovenfor og er funnet som et krystallinsk faststoff som dekomponerer ved en temperatur rundt 400 ° C før den når sitt smeltepunkt.

Denne forbindelse har en molar masse på ca. 40, 106 g / mol på grunn av kombinasjonen av molarmassene av de to komponentene. I tillegg er dens tetthet 1, 43 g / cm3 (tar som referansepunkt vannet under standardbetingelser, som er 1, 00 g / cm3).

I denne forstand er det også kjent at denne forbindelsen har pyroforiske egenskaper; det vil si det kan antennes spontant i nærvær av luft, så vel som oksidasjonsmidler og visse gasser.

Av denne grunn skal det behandles med forsiktighet og inneholde som suspensjon i mineralolje eller til og med paraffinvoks, og dermed redusere dens pyroforicitet og legge til rette for håndtering.

løselighet

Med hensyn til dets oppløselighet anses dette hydrid å være løselig i smeltede hydroksyder (slik som kondensert natriumhydroksyd), så vel som i saltblandinger. På den annen side er det uoppløselig i løsningsmidler av organisk opprinnelse, slik som dietyleter, benzen eller karbondisulfid.

På samme måte betraktes det som et meget korroderende stoff, som også manifesterer en voldsom reaksjon når den kommer i kontakt med forbindelser av sur natur, interaksjon i kvantitativt forhold.

Denne arten oppfører seg også som en "superbase" som anses å være enda sterkere enn den sammensatte natriumhydrid; i tillegg har den karakteren av en hydridiondonor.

søknader

Kaliumhydridet som er kommersielt tilgjengelig, dannet ved omsetning av molekylært hydrogen med elementært kalium, har en reaktivitet som er relatert til forurensningene den har (hovedsakelig kalium eller dets reaksjonsprodukter), hvilket fører til Sekundære reaksjoner og utbytter som kan variere.

Dens natur med ekstrem basicitet gjør det svært nyttig å utføre visse organiske syntetiske stoffer, samt i prosesser for deprotonering av visse stoffer som har karbonylgrupper for å gi upphov til enolatforbindelser.

På samme måte benyttes kaliumhydrid i transformasjonen av visse aminer til deres tilsvarende amider (amider med alkylkjeder av typen KNHR og KNR ₂ ) ved hjelp av deres deprotonering. På samme måte utfører den en hurtig deprotonering i tertiære alkoholer.

Som det er en utmerket desprotonador, er denne forbindelsen også brukt i noen reaksjoner av eliminering, cykliseringskondensasjon og molekylær omlegging, og er et utmerket reduksjonsmiddel.

I en annen type reaksjoner kan en kroneeter fungere som et faseoverføringsmiddel, selv om det også kan fungere som et enkelt "pickling" -middel (prosess for å fjerne urenheter) fra overflaten av kaliumhydrid gjennom oppløsning av de uorganiske saltene som dannes.