โพแทสเซียมไฮไดรด์: โครงสร้างการก่อตัวคุณสมบัติและการใช้ประโยชน์ - เคมี - 2026

โพแทสเซียมไฮไดรด์เป็นสารเคมีที่เกิดขึ้นจากการรวมกันโดยตรงอิออนของไฮโดรเจนในรูปแบบโมเลกุลและโพแทสเซียมโลหะอัลคาไล เช่นเดียวกับไฮไดรด์อื่น ๆ ในประเภทนี้มันเป็นสารประกอบของแข็งซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูงเมื่อเกิดกับโมเลกุลไอออนิกทั้งหมด

ไฮไดรด์เป็นสารประกอบทางเคมีที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนและองค์ประกอบอื่น ๆ อย่างน้อยหนึ่งอย่างโลหะหรืออโลหะในธรรมชาติ ขึ้นอยู่กับโครงสร้างและลักษณะของสารเหล่านี้สารเหล่านี้สามารถมีได้สามชั้น: ไอออนิกโควาเลนต์หรือไฮไดรด์คั่นระหว่างหน้า

โดยธรรมชาติของสารประกอบไอออนิกโพแทสเซียมไฮไดรด์ประกอบด้วยไอออน (ในกรณีนี้คือไฮไดรด์ไอออน H ^- ) และไอออนบวก (โพแทสเซียมไอออน K ⁺ )

ไอออนของไฮไดรด์ทำหน้าที่เหมือนฐานBrønstedที่แข็งแกร่ง นั่นคือมันใช้โปรตอนจากสารของผู้บริจาคได้อย่างง่ายดายเช่นโพแทสเซียมโลหะซึ่งได้รับพวกมัน

โครงสร้าง

โพแทสเซียมได้รับการตรวจพบครั้งแรกในปี 1807 โดยเซอร์ฮัมฟรีเดวี่นักเคมีชาวอังกฤษรวมถึงองค์ประกอบทางเคมีอื่น ๆ (แคลเซียมแมกนีเซียมโบรอนสตรอนเทียมและแบเรียม) โดยใช้เทคนิคอิเล็กโทรลิซิส

นักวิทยาศาสตร์คนนี้ยังเป็นผู้ค้นพบปฏิกิริยาทางเคมีที่ส่งผลให้เกิดโพแทสเซียมไฮไดรด์ซึ่งเกิดขึ้นในรูปบริสุทธิ์เป็นของแข็งสีขาวแม้ว่ารีเอเจนต์ที่มีจำหน่ายทั่วไปจะเป็นสีเทา

โครงสร้างของไบนารีไฮไดรด์นี้มีลักษณะเป็นผลึกโดยเฉพาะของชนิดลูกบาศก์นั่นคือเซลล์หน่วยของคริสตัลนี้เป็นลูกบาศก์ที่มีใบหน้าเป็นศูนย์กลางดังที่เห็นในรูปก่อนหน้า

ปฏิกิริยาที่เกิดจากโลหะไฮไดรด์เกิดขึ้นบนพื้นผิวผลึกและไฮไดรด์นี้แสดงให้เห็นว่ามีรัศมีไฮไดรด์และพลังงานตาข่ายที่เหมาะสมที่สุดสำหรับปฏิกิริยาประเภทนี้แม้จะอยู่เหนือไฮไดรด์ของโลหะอื่น ๆ

การอบรม

โพแทสเซียมไฮไดรด์ซึ่งมีสูตรแสดงเป็น KH เป็นสารอนินทรีย์ที่จัดเป็นอัลคาไลเมทัลไฮไดรด์เนื่องจากเกิดจากการรวมไฮโดรเจนโมเลกุลโดยตรงกับโพแทสเซียมผ่านปฏิกิริยาต่อไปนี้:

H ₂ + 2K → 2KH

ปฏิกิริยานี้ค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์คนเดียวกับที่ระบุโพแทสเซียมเป็นครั้งแรก เขาสังเกตว่าโลหะนี้กลายเป็นไอเมื่อสัมผัสกับกระแสของก๊าซไฮโดรเจนเมื่ออุณหภูมิของสิ่งนี้เพิ่มขึ้นต่ำกว่าจุดเดือด

โพแทสเซียมไฮไดรด์ที่มีฤทธิ์เหนือกว่าสามารถผลิตได้ด้วยวิธีง่ายๆโดยเริ่มจากปฏิกิริยาของไฮโดรเจนและสารประกอบที่ยอดเยี่ยมอื่น ๆ (เช่นโพแทสเซียมเทอร์ - บิวทอกไซด์เรียกว่า t-BuOK-TMEDA) และเตรียม ในเฮกเซน

คุณสมบัติ

ไม่พบโพแทสเซียมไฮไดรด์ตามธรรมชาติ ผลิตจากปฏิกิริยาที่อธิบายไว้ข้างต้นและพบว่าเป็นของแข็งที่มีลักษณะเป็นผลึกซึ่งสลายตัวที่อุณหภูมิประมาณ 400 ° C ก่อนที่จะถึงจุดหลอมเหลว

สารประกอบนี้มีมวลโมลาร์ประมาณ 40.106 g / mol เนื่องจากการรวมกันของมวลโมลาร์ของส่วนประกอบทั้งสอง นอกจากนี้ความหนาแน่นคือ 1.43 g / cm ³ (ใช้เป็นจุดอ้างอิงของน้ำภายใต้สภาวะมาตรฐานซึ่งคือ 1.00 g / cm ³ )

ในแง่นี้เป็นที่ทราบกันดีว่าสารประกอบนี้มีคุณสมบัติไพโรฟอริก นั่นคือสามารถติดไฟได้เองเมื่อมีอากาศเช่นเดียวกับตัวออกซิไดซ์และก๊าซบางชนิด

ด้วยเหตุนี้จึงควรได้รับการปฏิบัติด้วยความระมัดระวังและบรรจุเป็นสารแขวนลอยในน้ำมันแร่หรือแม้แต่ขี้ผึ้งพาราฟินซึ่งจะช่วยลดการเผาผลาญและอำนวยความสะดวกในการจัดการ

การละลาย

เกี่ยวกับความสามารถในการละลายได้ไฮไดรด์นี้ถือว่าละลายได้ในไฮดรอกไซด์หลอมเหลว (เช่นโซเดียมไฮดรอกไซด์ผสม) รวมทั้งในส่วนผสมของน้ำเกลือ แต่ไม่ละลายในตัวทำละลายที่มาจากสารอินทรีย์เช่นไดเอทิลอีเธอร์เบนซินหรือคาร์บอนไดซัลไฟด์

ในทำนองเดียวกันถือว่าเป็นสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อนพอสมควรซึ่งแสดงปฏิกิริยารุนแรงเมื่อสัมผัสกับสารประกอบที่เป็นกรดซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ในความสัมพันธ์เชิงปริมาณ

สายพันธุ์นี้ยังทำตัวเป็น "superbase" ซึ่งถือว่าแข็งแกร่งกว่าสารประกอบโซเดียมไฮไดรด์ นอกจากนี้ยังมีลักษณะของผู้บริจาคไฮไดรด์ไอออน

การประยุกต์ใช้งาน

โพแทสเซียมไฮไดรด์ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดซึ่งเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของไฮโดรเจนโมเลกุลกับโพแทสเซียมเป็นองค์ประกอบมีปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับสิ่งสกปรกที่มีอยู่ (โพแทสเซียมส่วนใหญ่หรือผลิตภัณฑ์ที่เกิดปฏิกิริยา) ซึ่งนำไปสู่ ปฏิกิริยาข้างเคียงและผลตอบแทนที่อาจแตกต่างกัน

ธรรมชาติของความเป็นพื้นฐานที่รุนแรงทำให้มีประโยชน์อย่างมากในการสังเคราะห์สารอินทรีย์บางอย่างรวมถึงในกระบวนการกำจัดสารบางชนิดที่มีกลุ่มคาร์บอนิลเพื่อให้เกิดสารประกอบที่ทำให้เกิดการเคลือบ

ในทำนองเดียวกันโพแทสเซียมไฮไดรด์ถูกใช้ในการเปลี่ยนเอมีนบางชนิดให้เป็นเอไมด์ที่สอดคล้องกัน (เอไมด์ที่มีโซ่อัลคิลประเภท KNHR และ KNR ₂ ) โดยวิธีการกำจัด ในทำนองเดียวกันจะดำเนินการกำจัดอย่างรวดเร็วในแอลกอฮอล์ระดับตติยภูมิ

เช่นเดียวกับการเป็นตัวรีดิวซ์ที่ยอดเยี่ยมสารประกอบนี้ยังใช้ในปฏิกิริยาการกำจัดการควบแน่นไซโคลไลเซชันและการจัดเรียงโมเลกุลใหม่และถือเป็นตัวรีดิวซ์ที่ยอดเยี่ยม

ในปฏิกิริยาประเภทอื่น ๆ อีเธอร์มงกุฎสามารถทำหน้าที่เป็นตัวแทนการถ่ายโอนเฟสแม้ว่ามันจะสามารถทำหน้าที่เป็นตัวแทนง่ายๆในการ "ลอก" (กระบวนการขจัดสิ่งสกปรก) ออกจากพื้นผิวของโพแทสเซียมไฮไดรด์ผ่าน การละลายของเกลืออนินทรีย์ที่เกิดขึ้น

อ้างอิง

1. ช้าง, ร. (2550). เคมี. เม็กซิโก: McGraw-Hill
2. บราวน์แคลิฟอร์เนีย (2517) โพแทสเซียมไฮไดรด์ซึ่งเป็นรีเอเจนต์ใหม่ที่มีฤทธิ์สูง ปฏิกิริยาการใช้งานและเทคนิคในปฏิกิริยาอินทรีย์และออร์แกโนเมทัลลิก วารสารเคมีอินทรีย์.
3. MacDiarmid, AG (2009). การสังเคราะห์อนินทรีย์. ได้มาจาก books.google.co.ve
4. Majewski, M. , และ Snieckus, V. (2014). วิทยาศาสตร์การสังเคราะห์: วิธีการแปลงโมเลกุลของ Houben-Weyl ได้มาจาก books.google.co.ve