L' hydrure de potassium est un composé chimique formé par combinaison directe ionique d'hydrogène sous sa forme moléculaire et du potassium de métal alcalin. Comme tous les autres hydrures de ce type, il s'agit d'un composé solide, qui a un point de fusion élevé comme cela se produit avec toutes les molécules ioniques.
Les hydrures sont des composés chimiques constitués d'hydrogène et d'un ou plusieurs autres éléments, de nature métallique ou non métallique. Selon leur structure et leurs caractéristiques, ces substances peuvent être de trois classes: les hydrures ioniques, covalents ou interstitiels.
En ayant la nature d'un composé ionique, l'hydrure de potassium est constitué d'un anion (dans ce cas, l'ion hydrure H -) et d'un cation (l'ion potassium K +).
L'ion hydrure se comporte comme une forte base Brønsted; c'est-à-dire qu'il adopte facilement les protons d'une substance donneuse telle que le potassium métallique, qui les reçoit.
Structure
Le potassium a été identifié pour la première fois expérimentalement en 1807 par le chimiste britannique Sir Humphry Davy, ainsi que d'autres éléments chimiques (calcium, magnésium, bore, strontium et baryum) en utilisant la technique d'électrolyse.
Ce scientifique est également celui qui a découvert la réaction chimique qui entraîne la formation d'hydrure de potassium, qui se produit sous sa forme pure sous forme de solide blanc, bien que les réactifs disponibles dans le commerce soient gris.
La structure de cet hydrure binaire est caractérisée en ce qu'elle est cristalline, spécifiquement de type cubique, c'est-à-dire que la maille élémentaire de ce cristal est un cube à faces centrées, comme on le voit sur la figure précédente.
Les réactions effectuées par les hydrures métalliques se produisent sur la surface cristalline, et cet hydrure s'est avéré avoir le rayon d'hydrure et l'énergie de réseau optimale pour ce type de réaction, même au-dessus des hydrures d'autres métaux.
Formation
L'hydrure de potassium, dont la formule est représentée par KH, est une substance inorganique classée comme hydrure de métal alcalin car elle est formée en combinant directement l'hydrogène moléculaire avec le potassium par la réaction suivante:
H 2 + 2K → 2KH
Cette réaction a été découverte par le même scientifique qui a identifié le potassium pour la première fois. Il a remarqué comment ce métal se vaporisait lorsqu'il était exposé à un courant d'hydrogène gazeux, lorsque la température de celui-ci était augmentée en dessous de son point d'ébullition.
Un hydrure de potassium qui possède une activité supérieure peut également être produit de manière simple, à partir d'une réaction d'hydrogène et d'autres composés superbasiques (tels que le tert-butoxyde de potassium, appelé t-BuOK-TMEDA), et en cours de préparation dans l'hexane.
Propriétés
L'hydrure de potassium ne se trouve pas spontanément dans la nature. Il est produit à partir de la réaction décrite ci-dessus et se présente sous la forme d'un solide cristallin, qui se décompose à une température d'environ 400 ° C, avant d'atteindre son point de fusion.
Ce composé a une masse molaire d'environ 40,106 g / mol du fait de la combinaison des masses molaires de ses deux composants. De plus, sa densité est de 1,43 g / cm 3 (en prenant comme point de référence celle de l'eau dans des conditions standard, qui est de 1,00 g / cm 3).
En ce sens, on sait également que ce composé possède des propriétés pyrophoriques; c'est-à-dire qu'il peut s'enflammer spontanément en présence d'air, ainsi que d'agents oxydants et de certains gaz.
Pour cette raison, il doit être traité avec précaution et contenu sous forme de suspension dans une huile minérale ou même de la paraffine, réduisant ainsi sa pyrophoricité et facilitant sa manipulation.
Solubilité
En ce qui concerne sa solubilité, cet hydrure est considéré comme soluble dans les hydroxydes fondus (tels que l'hydroxyde de sodium fondu), ainsi que dans les mélanges salins. Au contraire, il est insoluble dans les solvants d'origine organique tels que l'éther diéthylique, le benzène ou le disulfure de carbone.
De la même manière, elle est considérée comme une substance assez corrosive, qui manifeste également une réaction violente lorsqu'elle entre en contact avec des composés acides, interagissant dans une relation quantitative.
Cette espèce se comporte également comme une "superbase" considérée comme encore plus forte que le composé d'hydrure de sodium; De plus, il a le caractère d'un donneur d'ions hydrures.
Applications
L'hydrure de potassium disponible dans le commerce, formé par la réaction de l'hydrogène moléculaire avec le potassium élémentaire, a une réactivité qui est liée aux impuretés qu'il contient (principalement le potassium ou ses produits de réaction), ce qui conduit à réactions secondaires et rendements qui peuvent varier.
Sa nature d'extrême basicité rend très utile la réalisation de certaines synthèses organiques, ainsi que dans les procédés de déprotonation de certaines substances possédant des groupements carbonyle pour donner naissance à des composés énolates.
De même, l'hydrure de potassium est utilisé dans la transformation de certaines amines en leurs amides correspondants (amides à chaînes alkyle de type KNHR et KNR 2), au moyen de leur déprotonation. De même, il effectue une déprotonation rapide dans les alcools tertiaires.
En plus d'être un excellent déprotonateur, ce composé est également utilisé dans certaines réactions d'élimination, de cyclisation-condensation et de réarrangement moléculaire, et constitue un excellent agent réducteur.
Dans d'autres types de réactions, un éther couronne peut agir comme un agent de transfert de phase, bien qu'il puisse également agir comme un simple agent de "stripping" (processus d'élimination des impuretés) de la surface de l'hydrure de potassium, à travers le dissolution des sels inorganiques formés.
Références
- Chang, R. (2007). Chimie. Mexique: McGraw-Hill
- Brown, Californie (1974). Hydrure de potassium, nouveau réactif hydrure hautement actif. Réactivité, applications et techniques dans les réactions organiques et organométalliques. Le journal de la chimie organique.
- MacDiarmid, AG (2009). Synthèses inorganiques. Obtenu sur books.google.co.ve
- Majewski, M. et Snieckus, V. (2014). Science de la synthèse: méthodes Houben-Weyl de transformations moléculaires. Obtenu sur books.google.co.ve