Kaliumnitrat (KNO3) Struktur, bruk, egenskaper



den kaliumnitrat Det er et ternært salt sammensatt av kalium, alkalimetall og oksoanionnitrat. Kjemisk formel er KNO3, noe som betyr at for hver K-ion+, det er en NO-ion3-- samhandler med dette. Derfor er det et ionisk salt og utgjør en av alkalititratene (LiNO3, NANO3, RBNO3...).

KNO3 Det er et sterkt oksidasjonsmiddel på grunn av tilstedeværelsen av nitratanionen. Det vil si at den fungerer som et reservoar av faste nitrat og vannfrie ioner, i motsetning til andre salter som er høyoppløselige i vann eller svært hygroskopiske. Mange av egenskapene og anvendelsene av denne forbindelsen skyldes nitratanionen, i stedet for kaliumkation.

I bildet ovenfor er KNO-krystaller illustrert3 med nålformer. Den naturlige kilden til KNO3 er saltpeter, kjent av navnene salpeter eller salpetre, på engelsk Dette elementet er også kjent som kaliumnitrat eller nitromineral.

Det finnes i tørre eller ørkenområder, samt utflod av de cavernøse veggene. En annen viktig kilde til KNO3 er guano, ekskrement av dyr som lever i tørre omgivelser.

index

  • 1 Kjemisk struktur
    • 1.1 Andre krystallinske faser
  • 2 bruksområder
  • 3 Hvordan er det gjort??
  • 4 Fysiske og kjemiske egenskaper
  • 5 referanser

Kjemisk struktur

KNO-krystallstrukturen er representert i det øvre bildet3. De lilla kulene samsvarer med K ioner+, mens den røde og blå er henholdsvis oksygen og nitrogenatomer. Krystallstrukturen er ortorombisk ved romtemperatur.

Geometrien av NO-anionen3- er det for et trigonalplan, med oksygenatomer ved trekanten av trekanten og nitrogenatomet i sentrum. Det har en positiv formell ladning på nitrogenatomet, og to negative formelle ladninger på to oksygenatomer (1-2 = (-1)).

Disse to negative kostnadene på NO3- De delokaliseres blant de tre oksygenatomer, og opprettholder alltid den positive ladningen i nitrogenet. Som en følge av ovenstående, K ioner-+ av krystallet unngå å plassere like over eller under nitrogenet av anionerne NO3-.

Faktisk viser bildet hvordan K ioner+ de er omgitt av oksygenatomer, de røde kulene. Til slutt er disse samspillene ansvarlige for de krystallinske ordningene.

Andre krystallinske faser

Variabler som trykk og temperatur kan endre disse ordningene og oppstå forskjellige strukturelle faser for KNO3 (faser I, II og III). F.eks. Er fase II det for bildet, mens fase I (med trigonal krystallinsk struktur) dannes når krystallene oppvarmes til 129 ° C.

Fase III er et overgangsstoff som er oppnådd ved avkjøling av fase I, og noen studier har vist at den utviser noen viktige fysiske egenskaper, som ferroelektrisitet. I denne fasen danner krystallet lag av kalium og nitrater, muligens følsomme for elektrostatiske frastøtninger mellom ioner.

I lagene i fase III gjør anionene IKKE3- de mister litt av deres planaritet (trekanten kurver litt) for å tillate dette arrangementet, som før en mekanisk forstyrrelse blir strukturen i fase II.

søknader

Salt er av stor betydning siden det brukes i mange menneskelige aktiviteter, som manifesteres i industri, landbruk, mat, etc. Blant disse brukerne skiller seg følgende ut:

- Bevaringen av mat, spesielt kjøtt. Til tross for mistanke om at det er involvert i dannelsen av nitrosamin (kreftfremkallende middel), brukes det fortsatt i kjøttpålegg.

- Gjødsel, fordi kaliumnitrat gir to av de tre makronæringsstoffer av planter: nitrogen og kalium. Sammen med fosfor er dette elementet nødvendig for utvikling av planter. Det vil si at det er en viktig og overskuelig reserve av disse næringsstoffene.

- Det akselererer forbrenningen, er i stand til å produsere eksplosjoner dersom brennbart materiale er omfattende eller dersom det er fint delt (større overflateareal, større reaktivitet). I tillegg er det en av hovedkomponentene i krut.

- Det letter fjerning av stubben til de fete trærne. Nitrat tilveiebringer det nødvendige nitrogenet for soppene for å ødelegge stubbenes tre.

- Involvert i reduksjon av tann følsomhet ved innarbeidelse i tannpleiemidler, noe som øker beskyttelse tann smertefølelser forårsaket av kulde, varme, syre, søt eller kontakt.

- Det virker som en hypotensor i reguleringen av blodtrykk hos mennesker. Denne effekten vil bli gitt eller forbundet med en endring i natriumutskillelse. Den anbefalte dosen i behandlingen er 40-80 mEq / dag kalium. I denne forbindelse er det bemerket at kaliumnitrat vil ha vanndrivende virkning.

Hvordan er det gjort??

Det meste av nitratet produseres i minene i ørkenen i Chile. Den kan syntetiseres av flere reaksjoner:

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

Kaliumnitrat produseres også ved å nøytralisere salpetersyre med kaliumhydroksyd i en svært eksoterm reaksjon.

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

I industriell skala produseres kaliumnitrat ved en dobbelt forskyvningsreaksjon.

NANO3 (ac) + KCl (ac) => NaCl (ac) + KNO3 (Aq)

Hovedkilden til KCl er silvin mineral, og ikke andre mineraler som carnallitt eller kainitt, som også består av ionisk magnesium.

Fysiske og kjemiske egenskaper

Kaliumnitrat fast tilstand ser ut som et hvitt pulver eller ortorombisk krystallstruktur ved romtemperatur, og trigonal ved 129 ° C. Den har en molekylvekt på 101,1032 g / mol, er luktfri og har en akrid saltlake smak.

Det er et meget vannoppløselig forbindelse (316-320 g / l vann ved 20 ° C), på grunn av sin ioniske natur og den letthet med hvilken vannmolekyler til å solvatisere ion K+.

Dens tetthet er 2,1 g / cm3 ved 25 ° C Dette betyr at det er omtrent dobbelt så tett som vann.

Smeltepunktet (334 ° C) og kokepunktet (400 ° C) er indikative for ionbindingene mellom K+ og nei3-. De er imidlertid lavt sammenlignet med andre salter, fordi krystallgitteret energi er lavere for monovalente ioner (det vil si masser ± 1), og de har ikke svært like størrelser.

Den dekomponerer ved en temperatur nær kokepunktet (400 ºC) for å produsere kaliumnitrit og molekylært oksygen:

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

referanser

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