Het kaliumhydride is een chemische verbinding die wordt gevormd door een ionische directe combinatie van waterstof in zijn moleculaire vorm en het alkalimetaalkalium. Net als alle andere hydriden van dit type is het een vaste verbinding, die een hoog smeltpunt heeft zoals bij alle ionische moleculen.
Hydriden zijn chemische verbindingen die bestaan uit waterstof en een of meer andere elementen, metallisch of niet-metallisch van aard. Afhankelijk van hun structuur en kenmerken kunnen deze stoffen in drie klassen worden ingedeeld: ionische, covalente of interstitiële hydriden.
Omdat kaliumhydride de aard heeft van een ionische verbinding, bestaat het uit een anion (in dit geval het hydride-ion H - ) en een kation (het kaliumion K + ).
Het hydride-ion gedraagt zich als een sterke Brønsted-basis; dat wil zeggen, het neemt gemakkelijk protonen aan van een donorsubstantie zoals metallisch kalium, dat ze ontvangt.
Structuur
Kalium werd voor het eerst experimenteel geïdentificeerd in 1807 door de Britse chemicus Sir Humphry Davy, evenals andere chemische elementen (calcium, magnesium, boor, strontium en barium) met behulp van de elektrolysetechniek.
Deze wetenschapper was ook degene die de chemische reactie ontdekte die resulteert in de vorming van kaliumhydride, dat in zijn pure vorm voorkomt als een witte vaste stof, hoewel in de handel verkrijgbare reagentia grijs zijn.
De structuur van dit binaire hydride wordt gekenmerkt doordat het kristallijn is, in het bijzonder van het kubische type, dat wil zeggen dat de eenheidscel van dit kristal een kubus met het gezichtscentrum is, zoals te zien is in de vorige afbeelding.
De reacties die worden uitgevoerd door metaalhydriden vinden plaats op het kristallijne oppervlak, en dit hydride heeft de hydridestraal en de optimale roosterenergie voor dit type reactie, zelfs boven de hydriden van andere metalen.
Opleiding
Kaliumhydride, waarvan de formule wordt weergegeven als KH, is een anorganische stof die wordt geclassificeerd als alkalimetaalhydride omdat het wordt gevormd door moleculaire waterstof rechtstreeks te combineren met kalium via de volgende reactie:
H 2 + 2K → 2KH
Deze reactie werd ontdekt door dezelfde wetenschapper die voor het eerst kalium identificeerde. Hij merkte op hoe dit metaal verdampte wanneer het werd blootgesteld aan een stroom waterstofgas, toen de temperatuur werd verhoogd tot onder het kookpunt.
Een kaliumhydride met superieure activiteit kan ook op een eenvoudige manier worden geproduceerd, uitgaande van een reactie van waterstof en andere superbasische verbindingen (zoals kalium-tert-butoxide, genaamd t-BuOK-TMEDA), en wordt bereid in hexaan.
Eigendommen
Kaliumhydride wordt niet spontaan in de natuur aangetroffen. Het wordt geproduceerd uit de hierboven beschreven reactie en wordt gevonden als een kristallijne vaste stof, die ontleedt bij een temperatuur van ongeveer 400 ° C voordat het zijn smeltpunt bereikt.
Deze verbinding heeft een molecuulgewicht van ongeveer 40,106 g / mol vanwege de combinatie van de molecuulgewichten van de twee componenten. Bovendien zijn dichtheid is 1,43 g / cm 3 (met als referentiepunt dat water onder standaardomstandigheden, hetgeen 1,00 g / cm 3 ).
In die zin is het ook bekend dat deze verbinding pyrofore eigenschappen heeft; dat wil zeggen, het kan spontaan ontbranden in aanwezigheid van lucht, evenals oxidatiemiddelen en bepaalde gassen.
Om deze reden moet het met de nodige voorzichtigheid worden behandeld en als een suspensie in een minerale olie of zelfs paraffinewas worden bewaard, waardoor de pyroforiteit wordt verminderd en de hantering ervan wordt vergemakkelijkt.
Oplosbaarheid
Wat betreft zijn oplosbaarheid, wordt dit hydride als oplosbaar beschouwd in gesmolten hydroxiden (zoals gesmolten natriumhydroxide), evenals in zoutmengsels. In plaats daarvan is het onoplosbaar in oplosmiddelen van organische oorsprong zoals diethylether, benzeen of koolstofdisulfide.
Op dezelfde manier wordt het beschouwd als een tamelijk corrosieve stof, die ook een heftige reactie vertoont wanneer het in contact komt met zure verbindingen en in een kwantitatieve relatie in wisselwerking staat.
Deze soort gedraagt zich ook als een "superbase" die zelfs als sterker wordt beschouwd dan de natriumhydride-verbinding; Bovendien heeft het het karakter van een donor van hydride-ionen.
Toepassingen
Het in de handel verkrijgbare kaliumhydride, gevormd door de reactie van moleculaire waterstof met elementair kalium, heeft een reactiviteit die gerelateerd is aan de onzuiverheden die het heeft (voornamelijk kalium of zijn reactieproducten), wat leidt tot nevenreacties en opbrengsten die kunnen variëren.
Zijn aard van extreme basiciteit maakt het erg nuttig om bepaalde organische syntheses uit te voeren, evenals bij deprotonatieprocessen van bepaalde stoffen die carbonylgroepen hebben om enolaatverbindingen te doen ontstaan.
Evenzo wordt kaliumhydride gebruikt bij de omzetting van bepaalde aminen in hun overeenkomstige amiden (amiden met alkylketens van het type KNHR en KNR 2 ) door middel van hun deprotonering. Evenzo voert het een snelle deprotonering uit in tertiaire alcoholen.
Behalve dat het een uitstekende deprotonator is, wordt deze verbinding ook gebruikt bij sommige eliminatie-, cyclisatie-condensatie- en moleculaire herrangschikkingsreacties, en vormt het een uitstekend reductiemiddel.
Bij andere soorten reacties kan een kroonether fungeren als een faseoverdrachtsmiddel, hoewel het ook kan werken als een eenvoudig middel voor het "strippen" (proces om onzuiverheden te verwijderen) van het oppervlak van het kaliumhydride, via de oplossen van de anorganische zouten die worden gevormd.
Referenties
- Chang, R. (2007). Chemie. Mexico: McGraw-Hill
- Brown, CA (1974). Kaliumhydride, zeer actief nieuw hydridereagens. Reactiviteit, toepassingen en technieken in organische en organometaalreacties. The Journal of Organic Chemistry.
- MacDiarmid, AG (2009). Anorganische syntheses. Opgehaald van books.google.co.ve
- Majewski, M. en Snieckus, V. (2014). Science of Synthesis: Houben-Weyl Methods of Molecular Transformations. Opgehaald van books.google.co.ve