Struktura kalijevega nitrata (KNO3), uporabe, lastnosti



The kalijev nitrat To je ternarna sol, sestavljena iz kalija, alkalijske kovine in oksoanion nitrata. Njegova kemijska formula je KNO3, kar pomeni, da za vsak K ion+, obstaja ion NO3-- interakcijo s tem. Zato je ionska sol in predstavlja eno izmed alkalijskih nitratov (LiNO3, NaNO3, RbNO3...).

KNO3 Je močan oksidant zaradi prisotnosti nitratnega aniona. To pomeni, da deluje kot rezervoar trdnih nitratov in brezvodnih ionov, za razliko od drugih soli, ki so zelo topne v vodi ali zelo higroskopske. Številne lastnosti in uporaba te spojine so posledica nitratnega aniona in ne kalijevega kationa.

Na zgornji sliki so prikazani KNO kristali3 z oblikami igel. Naravni vir KNO3 je solita, znana po imenih Solina o salpetre, v angleščini Ta element je znan tudi kot kalijev nitrat ali nitro mineral.

Najdemo ga v suhih ali puščavskih predelih, kot tudi cvetoče votline. Drug pomemben vir KNO3 je gvano, iztrebki živali, ki živijo v suhih okoljih.

Indeks

  • 1 Kemijska struktura
    • 1.1 Druge kristalne faze
  • 2 Uporaba
  • 3 Kako se izvaja??
  • 4 Fizikalne in kemijske lastnosti
  • 5 Reference

Kemijska struktura

Kristalna struktura KNO je predstavljena v zgornji sliki3. Vijolične krogle ustrezajo K ionom+, medtem ko sta rdeča in modra atomi kisika in dušika. Kristalna struktura je pri sobni temperaturi ortorombična.

Geometrija aniona NO3- je trigonska ravnina, pri čemer so atomi kisika v tockih trikotnika in atom dušika v njenem središču. Ima pozitivni formalni naboj na atomu dušika in dva negativna formalna naboja na dveh kisikovih atomih (1-2 = (-1)).

Ti dve negativni obtožbi NO3- delokalizirajo se med tremi atomi kisika, pri čemer vedno ohranja pozitivni naboj v dušiku. Kot posledica zgoraj navedenega so ioni K-+ kristala se izogibajte postavitvi tik nad ali pod dušikom iz anionov NO3-.

Pravzaprav slika prikazuje, kako so ioni K+ obdani so s kisikovimi atomi, rdečimi kroglami. Skratka, te interakcije so odgovorne za kristalno ureditev.

Druge kristalne faze

Spremenljivke, kot so tlak in temperatura, lahko spremenijo te ureditve in izhajajo iz različnih strukturnih faz za KNO3 (faze I, II in III). Na primer, faza II je tista na sliki, medtem ko se faza I (s trigonsko kristalno strukturo) tvori, ko se kristali segrejejo na 129 ° C.

Faza III je prehodna trdna snov, pridobljena s hlajenjem faze I, nekatere študije pa so pokazale, da ima nekatere pomembne fizikalne lastnosti, kot je feroelektričnost. V tej fazi kristal oblikuje plasti kalija in nitratov, ki so morda občutljivi na elektrostatične odbojnosti med ioni.

V slojih faze III anioni NE3- izgubijo malo svoje planarnosti (rahlo trikotne krivulje), da omogočijo to ureditev, ki pred kakršno koli mehansko motnjo postane struktura faze II.

Uporabe

Sol je zelo pomembna, saj se uporablja v številnih človekovih dejavnostih, ki se kažejo v industriji, kmetijstvu, prehrani itd. Med temi uporabami izstopajo:

- Ohranjanje hrane, zlasti mesa. Kljub sumu, da je vključen v tvorbo nitrozamina (rakotvorna snov), se še vedno uporablja v pijačah.

- Gnojilo, ker kalijev nitrat zagotavlja dva od treh makrohranil rastlin: dušik in kalij. Skupaj s fosforjem je ta element nujen za razvoj rastlin. To je pomembna in obvladljiva rezerva teh hranil.

- Pospešuje izgorevanje, lahko povzroči eksplozije, če je gorljivi material ekstenziven ali če je fino razdeljen (večja površina, večja reaktivnost). Poleg tega je eden od glavnih sestavnih delov smodnika.

- Omogoča odstranitev žlebov posekanih dreves. Nitrat oskrbuje z dušikom potrebne glive, da uničijo les štori.

- Intervenira v zmanjšanju občutljivosti zob z vključitvijo v zobne paste, kar poveča zaščito pred bolečinskimi občutki zob, ki jih povzroča mraz, vročina, kislina, sladkost ali stik.

- Deluje kot hipotenzor pri uravnavanju krvnega tlaka pri ljudeh. Ta učinek bi bil dan ali povezan s spremembo izločanja natrija. Priporočeni odmerek v zdravljenju je 40-80 mEq / dan kalija. V zvezi s tem je treba opozoriti, da ima kalijev nitrat diuretično delovanje.

Kako je to storjeno??

Večina nitrata se proizvaja v rudnikih puščav v Čilu. Lahko se sintetizira z več reakcijami:

NH4Št3 (ac) + KOH (ac) => NH3 (ac) + KNO3 (ac) + H2O (l)

Kalijev nitrat se proizvaja tudi z nevtralizacijo dušikove kisline s kalijevim hidroksidom v zelo eksotermni reakciji.

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

V industrijskem merilu se kalijev nitrat proizvaja z dvojno reakcijo izpodrivanja.

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

Glavni vir KCl je silvinov mineral in ne drugih mineralov, kot sta karnalit ali kainit, ki sta prav tako sestavljena iz ionskega magnezija..

Fizikalne in kemijske lastnosti

Kalijev nitrat v trdnem stanju se pojavi kot bel prašek ali v obliki kristalov z ortohombično strukturo pri sobni temperaturi in trigonalno pri 129 ° C. Ima molekulsko maso 101,1032 g / mol, je brez vonja in ima okus po solni raztopini.

Je spojina, ki je zelo topna v vodi (316-320 g / l vode, pri 20 ° C), zaradi svoje ionske narave in enostavnosti molekul vode za solvat ionov K.+.

Njegova gostota je 2,1 g / cm3 pri 25 ° C. To pomeni, da je približno dvakrat bolj gost kot voda.

Njegovo tališče (334 ° C) in vrelišče (400 ° C) kažeta na ionske vezi med K+ in NO3-. Vendar so nizke v primerjavi z drugimi solmi, ker je energija kristalne mreže nižja za monovalentne ione (tj. Z naboji ± 1), prav tako pa niso zelo podobne velikosti..

Razgradi se pri temperaturi blizu vrelišča (400 ° C), da proizvede kalijev nitrit in molekularni kisik:

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

Reference

  1. Pubchem. (2018). Kalijev nitrat. Pridobljeno 12. aprila 2018, iz: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
  2. Anne Marie Helmenstine, dr. (29. september 2017). Dejstva o solni ali kalijevem nitratu. Pridobljeno 12. aprila 2018, iz: thoughtco.com
  3. K. Nimmo in B. W. Lucas. (22. maj 1972). Konformacija in usmerjenost NO3 v kalijevem nitratu α-faze. Nature Physical Science 237, 61-63.
  4. Adam Rędzikowski. (8. april 2017). Kristali kalijevega nitrata. [Slika] Pridobljeno 12. aprila 2018: https://commons.wikimedia.org
  5. Acta Cryst. (2009). Rast in monokristalna rafinacija kalijevega nitrata faze III, KNO3. B65, 659-663.
  6. Marni Wolfe. (3. oktober 2017). Tveganja kalijevega nitrata. Vzpostavljeno 12. aprila 2018, iz: livestrong.com
  7. Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Mineralni mineral. Pridobljeno 12. aprila 2018 od: galleries.com