Hidreto de potássio: estrutura, formação, propriedades e usos

O hidreto de potássio é um composto químico formado por combinação directa de hidrogénio iónico na sua forma molecular e o potássio metálico alcalino. Como todos os outros hidretos deste tipo, é um composto sólido, com alto ponto de fusão, como todas as moléculas iônicas.

Os hidretos são compostos químicos que consistem em hidrogénio e um ou mais elementos diferentes de materiais metálicos ou não-metálicos natureza. Dependendo de sua estrutura e características, essas substâncias podem ser de três tipos: hidretos iônicos, covalentes ou intersticiais.

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Tendo a natureza de um composto iônico, o hidreto de potássio consiste em um ânion (nesse caso, o íon H hidreto ) e um cátion (o íon K + potássio ).

O íon hidreto se comporta como uma base forte de Brønsted; isto é, adota facilmente os prótons de uma substância doadora, como o potássio metálico, que os recebe.

Estrutura

O potássio foi identificado experimentalmente em 1807 pelo químico britânico Sir Humphry Davy, bem como outros elementos químicos (cálcio, magnésio, boro, estrôncio e bário) por eletrólise.

Foi também esse cientista que descobriu a reação química que resulta na formação de hidreto de potássio, que é apresentado em sua forma pura como um sólido branco, embora os reagentes disponíveis comercialmente sejam cinza.

A estrutura desse hidreto binário é caracterizada por ser cristalina, especificamente do tipo cúbico, ou seja, a célula unitária desse cristal é um cubo centrado nas faces, como visto na figura anterior.

As reações realizadas pelos hidretos metálicos são apresentadas na superfície cristalina, e este hidreto afirmou que possui o raio do hidreto e a energia ótima da rede para este tipo de reação, mesmo acima dos hidretos de outros metais.

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Treinamento

O hidreto de potássio, cuja fórmula é representada como KH, é uma substância inorgânica classificada como hidreto de metal alcalino porque é formado pela combinação direta de hidrogênio molecular com potássio através da seguinte reação:

H 2 + 2K → 2kh

Essa reação foi descoberta pelo mesmo cientista que identificou potássio pela primeira vez. Ele percebeu como esse metal era vaporizado ao ser exposto a uma corrente de gás hidrogênio, quando a temperatura sobe abaixo do seu ponto de ebulição.

Também é possível produzir um hidreto de potássio que possua atividade superior de maneira simples, a partir de uma reação de hidrogênio e outros compostos de natureza super-básica (como terc-butóxido de potássio, chamado t-BuOK-TMEDA), e ser preparado em hexano.

Propriedades

O hidreto de potássio não é encontrado espontaneamente na natureza. É produzido a partir da reação descrita acima e é encontrado como um sólido cristalino, que se decompõe a uma temperatura em torno de 400 ° C, antes de atingir seu ponto de fusão.

Este composto possui uma massa molar de aproximadamente 40.106 g / mol devido à combinação das massas molares de seus dois componentes. Além disso, a sua densidade é de 1,43 g / cm 3 (tomando como referência a água sob condições padrão, que é 1,00 g / cm 3 ).

Nesse sentido, também é sabido que este composto possui propriedades pirofóricas; isto é, pode inflamar-se espontaneamente na presença de ar, bem como agentes oxidantes e certos gases.

Por esse motivo, deve ser tratado com cautela e contido como uma suspensão em um óleo mineral ou mesmo em parafina, diminuindo sua piroforicidade e facilitando seu manuseio.

Solubilidade

Quanto à sua solubilidade, este hidreto é considerado solúvel em hidróxidos fundidos (como hidróxido de sódio fundido), bem como em misturas de sal. Em vez disso, é insolúvel em solventes de origem orgânica, como éter dietílico, benzeno ou dissulfeto de carbono.

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Da mesma forma, é considerada uma substância bastante corrosiva, que também manifesta uma reação violenta quando entra em contato com compostos de natureza ácida, interagindo em relação quantitativa.

Esta espécie também se comporta como uma “superbase” considerada ainda mais forte que o composto de hidreto de sódio; Ele também tem o caráter de um doador de íons hidreto.

Usos

O hidreto de potássio disponível no mercado, formado através da reação do hidrogênio molecular com o potássio elementar, possui uma reatividade relacionada às impurezas que possui (principalmente o potássio ou seus produtos de reação), o que leva a reações colaterais e rendimentos que podem variar.

Sua natureza de extrema basicidade torna muito útil a realização de certas sínteses orgânicas, bem como nos processos de desprotonação de certas substâncias que possuem grupos carbonila para originar compostos enolatados.

Da mesma forma, o hidreto de potássio é utilizado na transformação de certas aminas em suas amidas correspondentes (amidas com cadeias alquil do tipo KNHR e KNR 2 ), por meio de desprotonação. Da mesma forma, realiza desprotonação rápida em álcoois terciários.

Assim como é um excelente desprotonador, esse composto também é usado em algumas reações de eliminação, ciclização-condensação e rearranjo molecular, e constitui um excelente agente redutor.

Em outro tipo de reação, um éter coroa pode atuar como um agente de transferência de fase, embora também possa atuar como um simples agente de “decapagem” (processo para remover impurezas) da superfície do hidreto de potássio, através do dissolução dos sais inorgânicos que são formados.

Referências

  1. Chang, R. (2007). Química México: McGraw-Hill
  2. Brown, CA (1974). Hidreto de potássio, novo reagente de hidreto altamente ativo. Reatividade, aplicações e técnicas em reações orgânicas e organometálicas. Revista O Jornal de Química Orgânica.
  3. MacDiarmid, AG (2009). Sínteses inorgânicas. Obtido em books.google.co.ve
  4. Majewski, M. e Snieckus, V. (2014). Ciência da Síntese: Métodos de Houben-Weyl de Transformações Moleculares. Obtido em books.google.co.ve

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