Kaliumnitrat (KNO3) Struktur, anvendelser, egenskaber



den kaliumnitrat Det er et ternært salt sammensat af kalium, alkalimetal og oxoanionnitrat. Dens kemiske formel er KNO3, hvilket betyder at for hver K ion+, der er en NO ion3-- interagerer med dette. Derfor er det et ionisk salt og udgør en af ​​alkalititratene (LiNO3, NaNO3, RBNO3...).

KNO3 Det er et stærkt oxidationsmiddel på grund af tilstedeværelsen af ​​nitratanionen. Det betyder at det fungerer som et reservoir af faste nitrat og vandfrie ioner, i modsætning til andre salte, der er meget opløselige i vand eller meget hygroskopiske. Mange af egenskaberne og anvendelserne af denne forbindelse skyldes nitratanionen, snarere end kaliumkationen.

I billedet ovenfor er KNO-krystaller illustreret3 med nålformer. Den naturlige kilde til KNO3 er saltpeteren, kendt af navnene salpeter eller salpeter, på engelsk Dette element er også kendt som kaliumnitrat eller nitromineral.

Det findes i tørre eller ørkenområder, såvel som udslip af de cavernøse vægge. En anden vigtig kilde til KNO3 er guanoen, ekskrementer af dyr, der bevarer tørre omgivelser.

indeks

  • 1 Kemisk struktur
    • 1.1 Andre krystallinske faser
  • 2 anvendelser
  • 3 Hvordan er det gjort??
  • 4 Fysiske og kemiske egenskaber
  • 5 referencer

Kemisk struktur

KNO-krystalstrukturen er repræsenteret i det øverste billede3. De lilla kugler svarer til K ionerne+, mens de røde og blå er henholdsvis ilt og nitrogenatomer. Krystalstrukturen er orthorhombic ved stuetemperatur.

NO-anionens geometri3- er det for et trigonalplan, med oxygenatomer ved trekanten af ​​trekanten og nitrogenatomet i centrum. Det har en positiv formel ladning på nitrogenatomet, og to negative formelle ladninger på to oxygenatomer (1-2 = (-1)).

Disse to negative afgifter af NO3- de er delokaliseret blandt de tre oxygenatomer, idet de altid opretholder den positive ladning i nitrogenet. Som følge af ovenstående er K ionerne-+ af krystal undgår at placere lige over eller under nitrogenet i anionerne NO3-.

Faktisk viser billedet hvordan K ionerne+ de er omgivet af oxygenatomer, de røde kugler. Afslutningsvis er disse interaktioner ansvarlige for de krystallinske ordninger.

Andre krystallinske faser

Variabler som tryk og temperatur kan ændre disse arrangementer og opstille forskellige strukturelle faser for KNO3 (faser I, II og III). F.eks. Er fase II billedet, mens fase I (med trigonal krystallinsk struktur) dannes, når krystallerne opvarmes til 129 ° C.

Fase III er et overgangsstof opnået ved afkøling af fase I, og nogle undersøgelser har vist, at det udviser nogle vigtige fysiske egenskaber, såsom ferroelektricitet. I denne fase danner krystallet lag af kalium og nitrater, eventuelt følsomme for elektrostatiske afstødninger mellem ionerne.

I lagene i fase III gør anionerne IKKE3- de mister lidt af deres planaritet (trekantenskurverne lidt) for at tillade dette arrangement, som før enhver mekanisk forstyrrelse bliver strukturen i fase II.

applikationer

Salt er af stor betydning, da det bruges i mange menneskers aktiviteter, der manifesteres i industri, landbrug, mad osv. Blandt disse anvendelser skiller sig følgende ud:

- Bevarelsen af ​​mad, især kød. På trods af den mistanke om, at den er involveret i dannelsen af ​​nitrosamin (kræftfremkaldende middel), anvendes den stadig i karcuteri.

- Gødning, fordi kaliumnitrat giver to af de tre makronæringsstoffer af planter: nitrogen og kalium. Sammen med fosfor er dette element nødvendigt for udvikling af planter. Det vil sige, at det er en vigtig og håndterbar reserve af disse næringsstoffer.

- Det fremskynder forbrændingen, er i stand til at producere eksplosioner, hvis brændbart materiale er omfattende, eller hvis det er fint opdelt (større overfladeareal, større reaktivitet). Derudover er det en af ​​hovedkomponenterne i krydderier.

- Det letter fjernelsen af ​​de fældede træers stubbe. Nitrat leverer det nødvendige kvælstof til svampene for at ødelægge stubens træ.

- Det griber ind i nedsættelsen af ​​tandfølsomheden ved at inkorporere det i tandpastaer, hvilket øger beskyttelsen mod de smertefulde fornemmelser af tandproduktionen ved koldt, varme, syre, søde eller kontakt.

- Det virker som en hypotensor i reguleringen af ​​blodtryk hos mennesker. Denne virkning vil blive givet eller indbyrdes forbundet med en ændring i natrium udskillelse. Den anbefalede dosis i behandlingen er 40-80 mEq / dag kalium. I den henseende bemærkes det, at kaliumnitrat vil have diuretisk virkning.

Hvordan er det gjort??

Det meste af nitratet produceres i ørkenernes miner i Chile. Det kan syntetiseres af flere reaktioner:

NH4NO3 (ac) + KOH (ac) => NH3 (ac) + KNO3 (ac) + H2O (l)

Kaliumnitrat fremstilles også ved neutralisering af salpetersyre med kaliumhydroxid i en meget eksoterm reaktion.

KOH (ac) + HNO3(conc) => KNO3 (ac) + H2O (l)

I industriel skala produceres kaliumnitrat ved en dobbelt forskydningsreaktion.

NaNO3 (ac) + KCl (ac) => NaCl (ac) + KNO3 (Aq)

Hovedkilden til KCl er silvin mineral, og ikke andre mineraler som carnallit eller kainit, som også er sammensat af ionisk magnesium.

Fysiske og kemiske egenskaber

Kaliumnitrat i fast tilstand forekommer som et hvidt pulver eller i form af krystaller med en ortohombisk struktur ved stuetemperatur og trigonal ved 129 ° C. Den har en molekylvægt på 101,1032 g / mol, er lugtfri og har en akrid saltvandsmag.

Det er en forbindelse, der er meget opløselig i vand (316-320 g / liter vand ved 20 ºC) på grund af dets ioniske natur og lethedigheden af ​​vandmolekyler til at solvatere ion K+.

Dens densitet er 2,1 g / cm3 ved 25 ° C Det betyder, at det er cirka dobbelt så tæt som vand.

Dets smeltepunkt (334 ° C) og kogepunkt (400 ° C) er indikative for ionbindingerne mellem K+ og nej3-. Imidlertid er de lave sammenlignet med andre salte, fordi krystalgitterenergien er lavere for monovalente ioner (dvs. med ladninger ± 1) og har heller ikke meget lignende størrelser.

Den nedbrydes ved en temperatur tæt på kogepunktet (400 ºC) for at fremstille kaliumnitrit og molekylær ilt:

KNO3(s) => KNO2(s) + O2(G)

referencer

  1. Pubchem. (2018). Kaliumnitrat. Hentet den 12. april 2018, fra: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
  2. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29. september 2017). Saltpeter- eller kaliumnitratfakta. Hentet den 12. april 2018, fra: thoughtco.com
  3. K. Nimmo & B.W. Lucas. (22. maj 1972). Konformation og orientering af NO3 i a-fase kaliumnitrat. Naturfysisk videnskab 237, 61-63.
  4. Adam Rędzikowski. (8. april 2017). Kaliumnitratkrystaller. [Figur]. Hentet den 12. april 2018, fra: https://commons.wikimedia.org
  5. Acta Cryst. (2009). Vækst- og enkeltkrystalforbedring af fase III-kaliumnitrat, KNO3. B65, 659-663.
  6. Marni Wolfe. (3. oktober 2017). Kaliumnitratrisici. Hentet den 12. april 2018, fra: livestrong.com
  7. Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Den mineralske niter. Hentet den 12. april 2018, fra: galleries.com