Hidrura de potasiu: Structura, formarea, proprietățile și utilizările

Hidrura de potasiu este un compus chimic tip ionic format prin combinarea directă a hidrogenului în forma sa moleculară cu potasiul metalelor alcaline. Ca toate celelalte hidruri de acest tip, este un compus solid, care are un punct de topire ridicat, ca în cazul tuturor moleculelor ionice.

Hidridele sunt compuși chimici formați din hidrogen și unul sau mai multe alte elemente, de natură metalică sau nemetalică. În funcție de structura și caracteristicile lor, aceste substanțe pot fi de trei tipuri: hidruri ionice, covalente sau interstițiale.

Având natura unui compus ionic, hidrura de potasiu constă dintr-un anion (în acest caz, ionul de hidrură H-) și un cation (ion de potasiu K +).

Ionul de hidrură se comportă ca o bază Brønsted puternică; adică, adoptă ușor protonii unei substanțe donatoare, cum ar fi potasiul metalic, care le primește.

structură

Potasiul a fost identificat inițial experimental în anul 1807 de chimistul britanic Sir Humphry Davy, precum și alte elemente chimice (calciu, magneziu, bor, stronțiu și bariu) prin tehnica electrolizei.

Acesta a fost, de asemenea, acest om de știință care a descoperit reacția chimică care are ca rezultat formarea de hidrură de potasiu, care are loc în forma sa pură ca un solid alb, deși reactanții care sunt disponibili comercial sunt gri.

Structura acestei hidruri binare este caracterizată prin faptul că este cristalină, în special de tipul cubic, adică celula unică a acestui cristal este un cub centrat pe fețe, așa cum se vede în figura precedentă.

Reacțiile efectuate de hidrurile metalice apar pe suprafața cristalină și această hidrură sa manifestat pentru a avea raza de hidrură și energia reticulară optimă pentru acest tip de reacții, chiar peste hidrurile altor metale.

pregătire

Hidrura de potasiu, a cărei formulă este reprezentată ca KH, este o substanță anorganică care este clasificată ca o hidrură de metal alcalin deoarece este formată prin combinarea directă a hidrogenului cu potasiu prin următoarea reacție:

H ₂ + 2K → 2 KH

Această reacție a fost descoperită de același om de știință care a identificat pentru prima dată potasiul. El și-a dat seama cum acest metal se vaporizează atunci când este expus la un curent de hidrogen gazos, când temperatura acestuia este crescută sub punctul de fierbere.

De asemenea, este posibil să se producă o hidrură de potasiu care are o activitate superioară într-un mod simplu, pornind de la o reacție de hidrogen și alți compuși de natură superbă (cum ar fi terț-butoxid de potasiu, numit t-BuOK-TMEDA) în hexan.

proprietăţi

Hidrura de potasiu nu se găsește în mod spontan în natură. Se produce din reacția descrisă mai sus și se găsește ca un solid cristalin, care se descompune la o temperatură de aproximativ 400 ° C, înainte de atingerea punctului său de topire.

Acest compus are o masă molară de aproximativ 40, 106 g / mol datorită combinării masei molare a celor două componente. În plus, densitatea sa este de 1, 43 g / cm3 (luând ca punct de referință apa în condiții standard, adică 1, 00 g / cm3).

În acest sens, este de asemenea cunoscut faptul că acest compus are proprietăți piroforice; adică se poate aprinde în mod spontan în prezența aerului, precum și a agenților oxidanți și a anumitor gaze.

Din acest motiv, el trebuie tratat cu precauție și conținut ca suspensie într-un ulei de tip mineral sau chiar în ceară de parafină, reducând astfel piroforicitatea acestuia și facilitând manipularea acestuia.

solubilitate

În ceea ce privește solubilitatea sa, această hidrură este considerată solubilă în hidroxizii topiți (cum ar fi hidroxidul de sodiu topit), precum și în amestecuri de sare. Pe de altă parte, este insolubilă în solvenți de origine organică, cum ar fi dietil eter, benzen sau disulfură de carbon.

În același mod, se consideră o substanță foarte corozivă, care, de asemenea, manifestă o reacție violentă atunci când vine în contact cu compuși de natură acidă, interacționând în relație cantitativă.

Această specie se comportă, de asemenea, ca o "super-preparare" considerată chiar mai puternică decât hidrura de sodiu compusă; în plus, are caracterul unui donor de ioni de hidrură.

aplicații

Hidrură de potasiu care este disponibilă în comerț, formată prin reacția hidrogenului molecular cu potasiu elementar, are o reactivitate legată de impuritățile pe care le posedă (în special potasiu sau produsele sale de reacție), ceea ce duce la Reacții și randamente secundare care pot varia.

Natura sa de bazicitate extremă face foarte utilă realizarea anumitor sinteze organice, precum și a proceselor de deprotonare a anumitor substanțe care posedă grupări carbonil pentru a da naștere compușilor enolați.

De asemenea, hidrura de potasiu este utilizată în transformarea anumitor amine în amidele lor corespunzătoare (amide cu lanțuri alchil de tipul KNHR și KNR2), prin deprotonarea lor. În același mod, efectuează o deprotonare rapidă în alcoolii terțiari.

Deoarece este un excelent desprotonator, acest compus este, de asemenea, utilizat în unele reacții de eliminare, ciclizare-condensare și rearanjare moleculară și este un agent de reducere excelent.

Într-un alt tip de reacție, un eter de coroană poate acționa ca agent de transfer de fază, deși poate acționa de asemenea ca un agent simplu de decapare (procedeu pentru îndepărtarea impurităților) de pe suprafața hidrură de potasiu, prin dizolvarea sărurilor anorganice care se formează.