Struktura kalijevog nitrata (KNO3), upotreba, svojstva



kalijev nitrat To je ternarna sol sastavljena od kalija, alkalijskog metala i oksoanion nitrata. Njegova kemijska formula je KNO3, što znači da za svaki K ion+, postoji NO-ion3-- u interakciji s ovim. Prema tome, on je ionska sol i čini jedan od alkalnih nitrata (LiNO3, Nano3, RBNO3...).

KNO3 To je jako oksidirajuće sredstvo zbog prisutnosti nitratnog aniona. Naime, on funkcionira kao spremnik krutih nitrata i bezvodnih iona, za razliku od drugih soli koje su vrlo topive u vodi ili su vrlo higroskopne. Mnoga svojstva i uporaba ovog spoja su posljedica nitratnog aniona, a ne kalijevog kationa.

Na gornjoj slici su prikazani KNO kristali3 s oblicima igle. Prirodni izvor KNO-a3 je salitra, poznata po imenima salitra ili salpetre, na engleskom jeziku Ovaj element je također poznat kao kalijev nitrat ili nitro mineral.

Nalazi se u sušnim ili pustinjskim područjima, kao i cvjetanje kavernoznih zidova. Drugi važan izvor KNO-a3 je gvano, izmet životinja koje obitavaju u suhim sredinama.

indeks

  • 1 Kemijska struktura
    • 1.1 Druge kristalne faze
  • 2 Upotreba
  • 3 Kako se to radi??
  • 4 Fizikalna i kemijska svojstva
  • 5 Reference

Kemijska struktura

Kristalna struktura KNO predstavljena je u gornjoj slici3. Ljubičaste kugle odgovaraju K ionima+, dok su crvena i plava atomi kisika i dušika. Kristalna struktura je ortorombička na sobnoj temperaturi.

Geometrija NO aniona3- je trigonska ravnina, s atomima kisika u vrhovima trokuta, i atom dušika u središtu. Ima pozitivan formalni naboj na atomu dušika i dva negativna formalna naboja na dva atoma kisika (1-2 = (-1)).

Ova dva negativna naboja br3- oni su delokalizirani među tri atoma kisika, uvijek održavajući pozitivni naboj u dušiku. Kao posljedica gore navedenog, K ioni-+ kristala izbjegavajte postavljanje neposredno iznad ili ispod dušika aniona NO3-.

Zapravo, slika prikazuje kako ioni K+ okruženi su atomima kisika, crvenim sferama. U zaključku, ove interakcije su odgovorne za kristalne aranžmane.

Druge kristalne faze

Varijable kao što su tlak i temperatura mogu modificirati ove aranžmane i pokrenuti različite strukturne faze za KNO3 (faze I, II i III). Na primjer, faza II je ona na slici, dok se faza I (s trigonalnom kristalnom strukturom) stvara kada se kristali zagrijavaju na 129 ° C.

Faza III je prijelazna krutina dobivena hlađenjem faze I, a neke studije su pokazale da ona pokazuje neka važna fizikalna svojstva, kao što je feroelektričnost. U ovoj fazi kristal formira slojeve kalija i nitrata, koji su možda osjetljivi na elektrostatska odbijanja između iona.

U slojevima faze III anioni NE3- oni gube malo svoje planarnosti (trokut se lagano savija) kako bi se omogućio taj raspored, koji prije bilo kakvog mehaničkog poremećaja postaje struktura faze II.

aplikacije

Sol je od velike važnosti jer se koristi u mnogim djelatnostima čovjeka, koje se manifestiraju u industriji, poljoprivredi, hrani itd. Među tim upotrebama izdvajaju se sljedeće:

- Očuvanje hrane, osobito mesa. Unatoč sumnji da je uključen u tvorbu nitrozamina (kancerogenog sredstva), još se koristi u krompiriji.

- Gnojivo, jer kalijev nitrat osigurava dva od tri makronutrijenata biljaka: dušik i kalij. Zajedno s fosforom ovaj je element nužan za razvoj biljaka. To jest, to je važna i upravljiva rezerva ovih hranjivih tvari.

- On ubrzava izgaranje, može proizvesti eksplozije ako je zapaljivi materijal ekstenzivan ili ako je fino podijeljen (veća površina, veća reaktivnost). Osim toga, to je jedna od glavnih komponenti baruta.

- To olakšava uklanjanje panjeva posječenih stabala. Nitrati isporučuju potreban dušik kako bi gljivice uništile drvo panjeva.

- Intervenira u smanjenju osjetljivosti zuba kroz njegovu ugradnju u zubna sredstva, što povećava zaštitu bolnih osjećaja zuba proizvedenih hladnoćom, toplinom, kiselinom, slatkoćom ili dodirom.

- Djeluje kao hipotenzor u regulaciji krvnog tlaka kod ljudi. Taj bi se učinak dao ili povezan s promjenom izlučivanja natrija. Preporučena doza u liječenju je 40-80 mEq / dan kalija. U tom smislu treba napomenuti da bi kalijev nitrat imao diuretsko djelovanje.

Kako se to radi??

Većina nitrata proizvodi se u rudnicima pustinja u Čileu. Može se sintetizirati kroz nekoliko reakcija:

NH4NE3 (ac) + KOH (ac) => NH3 (ac) + KNO3 (ac) + H2O (l)

Kalijev nitrat se također proizvodi neutralizacijom dušične kiseline s kalijevim hidroksidom u izrazito egzotermnoj reakciji.

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

U industrijskom mjerilu, kalijev nitrat se proizvodi reakcijom dvostrukog istiskivanja.

Nano3 (ac) + KCl (ac) => NaCl (ac) + KNO3 (Aq)

Glavni izvor KCl je mineralni silvin, a ne i drugi minerali kao što su carnallite ili cainite, koji se također sastoje od ionskog magnezija..

Fizikalna i kemijska svojstva

Kalijev nitrat u krutom stanju javlja se kao bijeli prah ili u obliku kristala s ortohombičnom strukturom na sobnoj temperaturi, a trigonski na 129 ° C. Ona ima molekulsku masu od 101,1032 g / mol, bez mirisa i okus s kiselom solju.

Riječ je o spoju koji je vrlo topiv u vodi (316-320 g / l vode, na 20 ° C), zbog svoje ionske prirode i lakoće molekula vode za otapanje iona K.+.

Njegova gustoća je 2,1 g / cm3 na 25 ° C. To znači da je otprilike dvostruko gušća od vode.

Njegova točka taljenja (334 ° C) i točka vrenja (400 ° C) ukazuju na ionske veze između K+ i NO3-. Međutim, oni su niski u usporedbi s drugim solima, jer je energija kristalne rešetke niža za monovalentne ione (tj. S nabojem ± 1), a također nemaju vrlo slične veličine..

Raspada se na temperaturi blizu točke vrenja (400 ºC) kako bi se proizveo kalijev nitrit i molekularni kisik:

kno3(s) => KNO2(s) + O2(G)

reference

  1. Pubchem. (2018.). Kalijev nitrat. Preuzeto 12. travnja 2018., iz: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
  2. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29. rujna 2017.) Činjenice o slanoj ili kalijevom nitratu. Preuzeto 12. travnja 2018., s adrese: thoughtco.com
  3. K. Nimmo i B. W. Lucas. (22. svibnja 1972.) Konformacija i orijentacija NO3 u α-faznoj kalijevom nitratu. Nature Physical Science 237, 61-63.
  4. Adam Rędzikowski. (8. travnja 2017.) Kristali kalijevog nitrata. [Slika]. Preuzeto 12. travnja 2018. s adrese: https://commons.wikimedia.org
  5. Acta Cryst. (2009). Rast i jednokristalno rafiniranje kalijevog nitrata faze III, KNO3. B65, 659-663.
  6. Marni Wolfe. (3. listopada 2017.) Rizici kalijevog nitrata. Preuzeto 12. travnja 2018. godine iz: livestrong.com
  7. Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Mineralni mineral. Preuzeto 12. travnja 2018., iz: galleries.com