Структура нітрату калію (KNO3), використання, властивості



The нітрат калію Це потрійна сіль, що складається з калію, лужного металу і нітрату оксоаниона. Його хімічна формула - KNO3, що означає, що для кожного K іона+, є іон NO3-- взаємодіючи з цим. Тому вона являє собою іонну сіль і являє собою один з лугів нітратів (LiNO3, NaNO3, RbNO3...).

КНО3 Це сильний окислювач завдяки присутності нітратного аніона. Тобто він функціонує як резервуар твердих нітратів і безводних іонів, на відміну від інших солей, добре розчинних у воді або дуже гігроскопічних. Багато властивостей і застосувань цього з'єднання обумовлені аніоном нітрату, а не катіоном калію.

На зображенні вище показано кристали KNO3 з фігурами голки. Природне джерело КНО3 це селітра, відома під іменами Селітра o salpetre, англійською мовою Цей елемент також відомий як нітрат калію або нітромінерал.

Вона зустрічається в посушливих або пустельних районах, а також у розквіті кавернозних стін. Іншим важливим джерелом КНО3 це гуано, екскременти тварин, що населяють сухі середовища.

Індекс

  • 1 Хімічна структура
    • 1.1 Інші кристалічні фази
  • 2 Використання
  • 3 Як це робиться??
  • 4 Фізико-хімічні властивості
  • 5 Посилання

Хімічна структура

Кристальна структура KNO представлена ​​у верхньому зображенні3. Фіолетові сфери відповідають іонам K+, в той час як червоний і синій - атоми кисню і азоту, відповідно. Кристалічна структура орторомбічна при кімнатній температурі.

Геометрія NO аніона3- це тригональна площина, з атомами кисню у вершинах трикутника, а атом азоту в його центрі. Вона має позитивний формальний заряд на атомі азоту і два негативних формальних заряду на двох атомах кисню (1-2 = (-1)).

Ці дві негативні заряди NO3- вони є делокалізованими серед трьох атомів кисню, завжди підтримуючи позитивний заряд в азоті. Як наслідок вищезазначеного, іони K-+ кристала уникають розміщення трохи вище або нижче азоту аніонів NO3-.

Фактично, зображення показує, як K іони+ вони оточені атомами кисню, червоними сферами. На закінчення ці взаємодії є відповідальними за кристалічні механізми.

Інші кристалічні фази

Такі змінні, як тиск і температура, можуть змінювати ці механізми і створювати різні структурні фази для KNO3 (фази I, II і III). Наприклад, фаза II є такою, як зображення, тоді як фаза I (з тригональною кристалічною структурою) утворюється, коли кристали нагріваються до 129 ° C.

Фаза III є перехідною твердою речовиною, отриманою при охолодженні фази I, і деякі дослідження показали, що вона має деякі важливі фізичні властивості, такі як сегнетоелектричність. У цій фазі кристал утворює шари калію і нітратів, можливо, чутливі до електростатичних відштовхувань між іонами.

У шарах III фази аніони НЕ3- вони втрачають трохи своєї площинності (трохи кривих трикутника), щоб дозволити це розташування, яке перед будь-яким механічним порушенням стає структурою фази II.

Використання

Велике значення має сіль, оскільки вона використовується у багатьох видах діяльності людини, які проявляються в промисловості, сільському господарстві, продовольстві тощо. Серед цих видів використання виділяються такі:

- Збереження їжі, особливо м'яса. Незважаючи на підозру, що він бере участь у утворенні нітрозаміну (канцерогенного агента), він все ще використовується в кулінарних виробах.

- Добриво, тому що нітрат калію забезпечує два з трьох макронутрієнтів рослин: азот і калій. Разом з фосфором цей елемент необхідний для розвитку рослин. Тобто це важливий і керований резерв цих поживних речовин.

- Це прискорює горіння, здатне виробляти вибухи, якщо горючий матеріал є великим, або якщо він тонко подрібнений (більша площа поверхні, більша реактивність). Крім того, він є одним з основних компонентів пороху.

- Це полегшує видалення пнів з повалених дерев. Нітрат постачає необхідний азот для грибів, щоб знищити деревину пнів.

- Вона втручається в зниження чутливості зуба шляхом його включення в зубні засоби, що підвищує захист до болючих відчуттів зуба, що виробляється холодом, теплом, кислотою, солодким або контактним..

- Він діє як гіпотензор в регуляції артеріального тиску у людей. Цей ефект буде наданий або взаємопов'язаний зі зміною екскреції натрію. Рекомендована доза при лікуванні становить 40-80 мекв / добу калію. У зв'язку з цим відзначається, що нітрат калію буде мати сечогінну дію.

Як це робиться??

Більша частина нітратів виробляється в шахтах пустель в Чилі. Він може бути синтезований декількома реакціями:

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

Нітрат калію також одержують шляхом нейтралізації азотної кислоти гідроксидом калію в дуже екзотермічній реакції.

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

У промисловому масштабі нітрат калію продукується подвійною реакцією витіснення.

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

Основним джерелом KCl є мінерал сильвіну, а не інші мінерали, такі як карналіт або каїніт, які також складаються з іонного магнію.

Фізико-хімічні властивості

Нітрат калію в твердому стані відбувається у вигляді білого порошку або у вигляді кристалів з ортотомной структурою при кімнатній температурі, а тригональ при 129 ° С. Вона має молекулярну масу 101,1032 г / моль, без запаху і має їдкий сольовий смак.

Це сполука, дуже розчинна у воді (316-320 г / л води, при температурі 20 ºC), завдяки своїй іонній природі і легкості молекул води для сольвату іона K+.

Його щільність становить 2,1 г / см3 при 25 ° С. Це означає, що вона приблизно вдвічі щільніше, ніж вода.

Його температура плавлення (334 ° С) і температура кипіння (400 ° С) свідчать про іонні зв'язки між К+ і NO3-. Однак вони є низькими в порівнянні з іншими солями, оскільки енергія кристалічної решітки менша для одновалентних іонів (тобто з зарядами ± 1), а також мають не дуже схожі розміри..

Він розкладається при температурі, близькій до температури кипіння (400 ºC), для отримання нітриту калію і молекулярного кисню:

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

Список літератури

  1. Pubchem. (2018). Нітрат калію. Отримано 12 квітня 2018 р. З: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
  2. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29 вересня 2017 року). Селітра або нітрат калію Факти. Отримано 12 квітня 2018 року з: thoughtco.com
  3. К. Німмо і В. В. Лукас. (22 травня 1972). Конформація та орієнтація NO3 у α-фазі нітрату калію. Nature Physical Science 237, 61-63.
  4. Adam Rędzikowski. (8 квітня 2017 року). Кристали нітрату калію. [Малюнок] Отримано 12 квітня 2018 р. З: https://commons.wikimedia.org
  5. Acta Cryst. (2009). Зростання і монокристалічне очищення фази-III калійної селітри, KNO3. B65, 659-663.
  6. Марні Вулф. (3 жовтня 2017 року). Ризи калію нітрату. Отримано 12 квітня 2018 р. З: livestrong.com
  7. Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Мінеральний нітер. Отримано 12 квітня 2018 року з: galleries.com