Potasyum Hidrit: Yapısı, Oluşumu, Özellikleri ve Kullanımları

Potasyum hidrit, hidrojen ve moleküler formunda doğrudan hidrojen kombinasyonu ile oluşturulan alkali metal potasyumdan oluşan bir iyonik tip kimyasal bileşiktir. Bu tipteki diğer tüm hidritler gibi, tüm iyonik moleküllerde olduğu gibi yüksek bir erime noktasına sahip katı bir bileşiktir.

Hidritler, hidrojen ve doğada metalik veya metalik olmayan bir veya daha fazla başka element tarafından oluşturulan kimyasal bileşiklerdir. Yapılarına ve özelliklerine bağlı olarak, bu maddeler üç tipte olabilir: iyonik, kovalent veya interstisyel hidritler.

Bir iyonik bileşiğin doğasına sahip olan potasyum hidrid, bir anyondan (bu durumda, hidrit iyonu H-) ve bir katyondan (potasyum iyonu K +) oluşur.

Hidrit iyonu güçlü bir Brønsted bazı gibi davranır; yani, onları alan metalik potasyum gibi bir donör maddenin protonlarını kolayca kabul eder.

yapı

Potasyum ilk kez 1807 yılında deneysel olarak İngiliz kimyager Sir Humphry Davy tarafından ve ayrıca diğer kimyasal elementlerin (kalsiyum, magnezyum, bor, stronsiyum ve baryum) elektroliz tekniği ile tanımlandı.

Aynı zamanda, ticari olarak mevcut olan tepkenler gri olmasına rağmen, saf halde beyaz bir katı olarak meydana gelen potasyum hidrid oluşumu ile sonuçlanan kimyasal tepkimeyi keşfeden bu bilim insanıydı.

Bu ikili hidrürün yapısı, özellikle kübik tipte, yani bu kristalin birim hücresi, önceki şekilde görüldüğü gibi, yüzler üzerinde merkezlenen bir küp olan kristalin olması ile karakterize edilir.

Metal hidritler tarafından gerçekleştirilen reaksiyonlar kristalimsi yüzeyde meydana gelir ve bu hidrit, diğer metallerin hidritleri üzerinde bile, bu tip reaksiyonlar için hidrit yarıçapına ve optimum retiküler enerjiye sahip olduğunu gösterdi.

eğitim

Formülü KH olarak temsil edilen potasyum hidrit, bir alkali metal hidrid olarak sınıflandırılan inorganik bir maddedir, çünkü aşağıdaki reaksiyonda moleküler hidrojenin potasyum ile doğrudan birleştirilmesiyle oluşur:

H ₂ + 2K → 2KH

Bu reaksiyon, ilk kez potasyum tanımlayan aynı bilim adamı tarafından keşfedildi. Bu metalin, bir hidrojen gazı akışına maruz kaldığında, ikincisinin sıcaklığı kaynama noktasının altına yükseldiğinde nasıl buharlaştığını fark etti.

Aynı zamanda, hidrojen ve süper bazik yapıdaki diğer bileşiklerin (t-BuOK-TMEDA adı verilen potasyum tert-butoksit gibi) reaksiyonundan başlayarak ve basit bir şekilde üstün bir aktiviteye sahip olan bir potasyum hidrid üretmek de mümkündür. heksan içinde.

özellikleri

Potasyum hidrit doğada kendiliğinden bulunmaz. Yukarıda tarif edilen reaksiyondan üretilir ve erime noktasına ulaşmadan önce 400 ° C civarında bir sıcaklıkta parçalanan kristalimsi bir katı olarak bulunur.

Bu bileşik, iki bileşeninin molar kütlelerinin kombinasyonundan dolayı yaklaşık 40.106 g / mol'lük bir molar kütleye sahiptir. Ek olarak, yoğunluğu 1.43 g / cm3'tür (standart şartlar altında 1.00 g / cm3 olan suyun referans noktası olarak alınması).

Bu anlamda, bu bileşiğin piroforik özelliklere sahip olduğu da bilinmektedir; yani, hava varlığında kendiliğinden tutuşabilir, ayrıca oksitleyici maddeler ve bazı gazlar tutuşabilir.

Bu sebeple dikkatli bir şekilde işlemden geçirilmeli ve mineral tipi bir yağda veya hatta parafin balmumunda süspansiyon halinde tutulmalı, böylece piroforisitesini azaltmalı ve kullanımını kolaylaştırmalıdır.

çözünürlük

Çözünürlüğüne gelince, bu hidrid erimiş hidroksitlerde (örneğin kaynaşık sodyum hidroksit) ve ayrıca tuz karışımlarında çözünür olarak kabul edilir. Öte yandan, dietil eter, benzen veya karbon disülfür gibi organik kökenli çözücülerde çözünmez.

Aynı şekilde, asidik nitelikte bileşiklerle temas ettiğinde, nicel bir ilişki içinde etkileşime girdiğinde şiddetli bir reaksiyon gösteren çok aşındırıcı bir madde olarak kabul edilir.

Bu tür ayrıca, bileşik sodyum hidrürden bile daha güçlü olduğu düşünülen bir "süper baz" gibi davranır; ek olarak, bir hidrit iyon donörü karakterine sahiptir.

uygulamaları

Ticari olarak temin edilebilen, moleküler hidrojenin elementer potasyum ile reaksiyonu yoluyla oluşan potasyum hidrit, sahip olduğu safsızlıklarla (esas olarak potasyum veya reaksiyon ürünleri) ilgili olan bir reaktiviteye sahiptir; Sekonder reaksiyonlar ve değişkenlik gösterebilecek verimler.

Aşırı baziklik yapısının doğası, bazı organik sentezlerin yapılmasının yanı sıra, karbonat gruplarına sahip belirli maddelerin ayrıştırılması işlemlerinde, enolat bileşiklerinin ortaya çıkması için çok faydalı kılmaktadır.

Benzer şekilde, potasyum hidrid, bazı aminlerin karşılık gelen amitlerine (KNHR ve KNR2 tipindeki alkil zincirlerine sahip amidler), bunların deprotonasyonları yoluyla dönüştürülmesinde kullanılır. Aynı şekilde, üçüncül alkollerde hızlı bir deprotonasyon gerçekleştirir.

Mükemmel bir desprotonador olduğu için, bu bileşik aynı zamanda bazı eliminasyon, siklizasyon-yoğuşma ve moleküler yeniden düzenleme reaksiyonlarında da kullanılır ve mükemmel bir indirgeyici ajandır.

Bir başka reaksiyon tipinde, bir taç eter bir faz transfer maddesi olarak işlev görmesine rağmen, aynı zamanda potasyum hidrit yüzeyinden, basit bir "dekapaj" maddesi (kirleri çıkarma işlemi) olarak da işlev görebilir. Oluşan inorganik tuzların çözünmesi.