氢原子百科 
氢化钾（英文名Potassium hydride），是一种离子化合物，也称盐型氢化物，化学式为KH。[1][7]氢化钾为白色针状结晶，摩尔质量为40.1063 g/mol，密度为1.47 g/cm³，沸点为316℃，不溶于乙醚、苯、液氨、二硫化碳。[1][2][3][8][6]氢化钾在熔融状态下能导电。[7]氢化钾遇水或遇酸即剧烈反应放出氢气[2]，在400℃时真空分解[4]，易燃[9]，电解时在阴极析出金属，在阳极产生氢气。[7]
氢化钾广泛用于有机合成、工业领域等，如各类化合物的去质子化、加速各类单键转移、用作强还原剂、作为碱性燃料电池的电解质等。[7][10][11][12][13]氢化钾具有生物毒性，黏膜、上呼吸道、眼睛和皮肤有强烈的刺激性。[14]
发展历史
法国化学家穆瓦桑（Moissan，Ferdinand Frederick Henri Moissan，1852~1907）发明电炉，制得多种金属，于1902年制得氢化钠NaH和氢化钾KH。[15]
物理性质
氢化钾为白色针状结晶，商品为灰色粉末，半分散于油中，在油中呈灰色浆状物。[2][6]氢化钾摩尔质量为40.1063 g/mol，密度为1.47 g/cm³，沸点为316℃，不溶于乙醚、苯、液氨、二硫化碳。[1][2][3][8][6]氢化钾在熔融状态下能导电。[7]固体氢化钾在25℃的热力学函数为，生成热为-57.82 kJ/mol，自由能为-41.0 kJ/mol ，熵为66.9 J/（mol·K）。[16]
化学性质
氢化钾作为碱和氢化剂，化学活泼性较强。[17]氢化钾的稳定性比氢化锂、氢化钠、氢化钙差，还原反应活性也比氢化锂、氢化钠差。[2]其遇水、酸或强氧化剂即剧烈反应放出氢气和大量的热，从而导致燃烧或爆炸，生成强碱性的氢氧化钾腐蚀性很强。[18]反应方程式如下：[5]
氢化钾在400℃时真空分解[4]，反应方程式如下：[5]
去质子化反应上的应用
氢化钾被广泛应用于合成界，主要用于各类化合物的去质子化反应。羧基类化合物在可以氢化钾作用下生成烯醇阴离子。[10]同时氢化钾对羰基及酯类化合物的去质子化反应还能促进克莱森（酯）（Claisen）、达参反应（Darzens）、迪克曼（Dieckmann）等缩合反应的进行。[19][17]例如：氢化钾使含有α-氢的乙酸乙酯缩合得到乙酰乙酸乙酯。[20]氢化钾亦能将不可烯醇化的羰基化合物还原。例如，苯甲醛通过一系列反应被还原为苯甲醇，进一步反应生成的主要产物为安息香（Benzoin）。[10]
除了羰基类物质的去质子化，氢化钾还能对含有氨基、醇等基团的物质进行去质子化反应，生成各类钾盐。最适合氢化钾反应的溶剂是醚类，尤其是四氢呋喃（THF）和乙二醇二甲醚（Glyme）溶剂。氢化钾能使伯酰胺和仲酰胺、苯胺和醇被快速金属化。[17]氢化钾还能使二甲基亚砜被快速金属化。[17]氢化钾在以18-冠-6作为溶剂进行反应时，能使三苯基甲烷、二苯基甲烷和二对甲苯基甲烷形成金属盐，即使二-(2,4-二甲苯基)甲烷也可在一定程度上成金属盐。[21]
氢化钾还用于制超强碱RNHK和ROK，制强还原剂三乙基硼氢化钾[KBH(C2H5)]。[2]
重排反应上的应用
氢化钾早期的用途就是与二元胺反应制备1,3-二氨基丙烷的钾盐(KAPA)。KAPA能够把内部乙炔瞬间地异构化成末端乙炔。它能够把二乙烯基硫转变成乙炔体。而且，它也可以被用作烯烃类的位置异构化催化剂。[11]
氢化钾能够加速各类单键转移的反应，其中最著名的就是阴离子Oxy-Cope重排。氢化钾可用作脱掉醇的质子，这种重排即阴离子oxy-Cope重排，如醇与氢化钾作用得到烷氧基钾，它的基态比醇有更高的能量，室温或者稍微加热即可发生重排。[12]
除了Cope重排反应外，氢化钾还能参与到一些其他的重排，这些反应因为种类较多，产物复杂而难以进行分类，一般都是形成各类复杂环状物的反应。氢化钾为合成大环内酯米尔倍霉素（Milbemycin）β3提供反应环境，通过羟基与甲酯在氢化钾存在下闭环。[22]氢化钾可用作炔键异构化，一般是将含有中间炔键的化合物与钾代-3-氨基丙胺（由氢化钾和1,3-丙二胺反应生成）反应，使炔键移向末端，现已应用炔键位移方法制备了棉红铃虫和梨小食心虫（Grapholitha molesta）等昆虫的性信息素。[23]
工业领域
氢化钾是强还原剂，广泛用于冶金工业[7]，如钽（Ta）粉的制备[24]。氢化钾可用作助熔氧化物，可以降低玻璃的熔化温度和粘度，使玻璃熔液中的气泡容易排除。它主要通过破坏玻璃骨架，使结构疏松，从而达到助熔的目的。[25]氢化钾可用作碱性燃料电池的电解质，碱性燃料电池（alkaline fuel cell，AFC）以石棉网作为电解质的载体，高温（约200 ℃）时采用含量较高的氢化钾（质量分数为85%）作电解质，在较低温度（<120℃）时用含量较低的氢化钾（质量分数为35%~50%）作电解质。[13]此外，氢化钾可用作SiC/Si3N4陶瓷前驱体的合成中的催化剂。[26]
其他
固体氢化钾可用作化学实验中的化学干燥剂，通过与水发生化学反应而达到除去水之目的。[27]
合成法
分子结构
氢化钾具有立方系晶体结构，属氯化钠型晶格，即离子晶格（由正离子和负离子交替地排列而成的晶格），氢处于负离子状态。[16][28]其晶格常数为0.5708 nm，K-H核间距为0.2856 nm，H-半径为0.152 nm，晶格能计算值为169 kcal/mol，晶格能实验值为170.1 kcal/mol。[16]
健康危害
急救措施
皮肤接触：立即脱去被污染的衣着，用大量流动清水冲洗，至少15分钟。就医。[6]
眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。[6]
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。[6]
食入：误服者用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。[6]
防护措施
严加密闭，提供充分的局部排风和全面通风。[6]
呼吸系统防护：可能接触毒物时，应该佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器。必要时，建议佩戴自给式呼吸器。[14]
眼睛防护：呼吸系统防护中已作防护。[14]
手防护：戴橡胶手套。[14]
其他防护：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。[14]
储存
贮存在矿物油或液体石蜡等不吸水分的物质中[29]，储存于干燥清洁的仓内。相对湿度保持在75%以下。远离火种、热源。防止阳光直射。在氮气中操作处置。应与氧化剂、酸类分开存放。[3]平时需勤检查，查仓内温度，查混储。[6]
包装方法为螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶（罐）外木板箱。[6]
运输
搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。雨天不宜运输。[6]
消防措施
氢化钾遇水、酸或强氧化剂即剧烈反应放出氢气和大量的热，从而导致燃烧或爆炸，生成强碱性的氢氧化钾腐蚀性很强。[18]其发生燃烧时需使用干粉或沙土灭火剂，禁止用水和泡沫[3]、卤代烃（如1211灭火剂）[6]等灭火。
泄露应急处理
参考资料 29
- Potassium hydride | KH | CID 82127 - PubChem — National Center for Biotechnology Information (2022).
- 参考 2
- 参考 3
- 参考 4
- 参考 5
- 参考 6
- 参考 7
- 参考 8
- 参考 9
- 参考 10
- 参考 11
- 参考 12
- 参考 13
- 参考 14
- 参考 15
- 参考 16
- 参考 17
- 参考 18
- 参考 19
- 参考 20
- 参考 21
- 参考 22
- 参考 23
- 参考 24
- 参考 25
- 参考 26
- 参考 27
- 参考 28
- 参考 29