Hidreto de Potássio: Estrutura, Formação, Propriedades e Usos

O hidreto de potássio é um composto químico do tipo iônico formado pela combinação direta de hidrogênio em sua forma molecular e o potássio de metal alcalino. Como todos os outros hidretos deste tipo, é um composto sólido, que tem um alto ponto de fusão, como acontece com todas as moléculas iônicas.

Hidretos são compostos químicos formados por hidrogênio e um ou mais elementos, metálicos ou não metálicos. Dependendo de sua estrutura e características, essas substâncias podem ser de três tipos: hidretos iônicos, covalentes ou intersticiais.

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

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

Estrutura

O potássio foi identificado pela primeira vez experimentalmente no ano 1807 pelo químico britânico Sir Humphry Davy, bem como outros elementos químicos (cálcio, magnésio, boro, estrôncio e bário) pela técnica de eletrólise.

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

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

As reações realizadas pelos hidretos metálicos ocorrem na superfície cristalina, e este hidreto se manifestou para ter o raio do hidreto e a energia reticular ótima para este tipo de reações, mesmo sobre os hidretos de outros metais.

Treinamento

O hidreto de potássio, cuja fórmula é representada como KH, é uma substância inorgânica que é classificada como um hidreto de metal alcalino porque é formada 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 o potássio pela primeira vez. Ele percebeu como esse metal vaporiza quando exposto a um fluxo de gás hidrogênio, quando a temperatura do último é aumentada abaixo do seu ponto de ebulição.

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

Propriedades

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 tem uma massa molar de aproximadamente 40, 106 g / mol devido à combinação das massas molares dos seus dois componentes. Além disso, sua densidade é de 1, 43 g / cm3 (tomando como ponto de referência a água sob condições padrão, que é de 1, 00 g / cm3).

Neste 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 esta razão, deve ser tratado com cautela e contido como uma suspensão em um óleo do tipo mineral ou mesmo em cera de parafina, diminuindo assim sua piroforicidade e facilitando seu manuseio.

Solubilidade

Quanto à sua solubilidade, este hidreto é considerado solúvel em hidróxidos fundidos (como o hidróxido de sódio fundido), bem como em misturas de sais. Por outro lado, é insolúvel em solventes de origem orgânica, tais como éter dietílico, benzeno ou dissulfureto de carbono.

Da mesma forma, é considerada uma substância muito 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 hidreto de sódio composto; além disso, tem o caráter de um doador de íons de hidreto.

Usos

O hidreto de potássio comercialmente disponível, formado através da reação de hidrogênio molecular com potássio elementar, possui uma reatividade que está relacionada às impurezas que possui (principalmente potássio ou seus produtos de reação), o que leva a Reações secundárias e rendimentos que podem variar.

Sua natureza de extrema basicidade torna muito útil a realização de certas sínteses orgânicas, bem como em processos de desprotonação de certas substâncias que possuem grupos carbonila para dar origem a compostos enolados.

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

Por ser um excelente desprotonador, este composto também é utilizado em algumas reações de eliminação, ciclização-condensação e rearranjo molecular, e é um excelente agente redutor.

Em outro tipo de reações, um éter de 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, dissolução dos sais inorgânicos que são formados.