Potasiu nitrat (KNO3) Structura, utilizări, proprietăți

nitrat de potasiu Este o sare ternară compusă din potasiu, metal alcalin și azotat de oxoanion. Formula sa chimică este KNO₃, ceea ce înseamnă că pentru fiecare ion K⁺, există un ion de NO₃^-- interacționând cu acest lucru. Prin urmare, este o sare ionică și constituie unul dintre nitrații alcalini (LiNO₃, NaNO₃, RbNO₃… ).

KNO₃ Este un agent puternic de oxidare datorită prezenței anionului nitrat. Adică, funcționează ca o rezervă de azotat și ioni solizi solizi, spre deosebire de alte săruri foarte solubile în apă sau foarte higroscopice. Multe dintre proprietățile și utilizările acestui compus se datorează anionului nitrat, mai degrabă decât cationului de potasiu.

În imaginea de mai sus, cristalele KNO sunt ilustrate₃ cu forme de ac. Sursa naturala a KNO₃ este săritoarea, cunoscută prin nume salpetru sau salpetre, în engleză. Acest element este, de asemenea, cunoscut sub numele de nitrat de potasiu sau minerale nitro.

Se găsește în zonele aride sau în deșert, precum și în eflorescența zidurilor cavernoase. O altă sursă importantă a KNO₃ este guano, excrementele animalelor care locuiesc în medii uscate.

index

• 1 Structura chimică
  • 1.1 Alte faze cristaline
• 2 Utilizări
• 3 Cum se face?
• 4 Proprietăți fizice și chimice
• 5 Referințe

Structura chimică

Structura cristalină a KNO este reprezentată în imaginea superioară₃. Sferele purpurii corespund Kionilor⁺, în timp ce roșu și albastru sunt atomii de oxigen și de azot, respectiv. Structura cristalului este ortorombic la temperatura camerei.

Geometria anionului NO₃^- este acela al unui plan trigonal, cu atomii de oxigen la vârfurile triunghiului și atomul de azot din centrul său. Are o încărcătură formală pozitivă asupra atomului de azot și două sarcini oficiale negative pe doi atomi de oxigen (1-2 = (-1)).

Aceste două taxe negative de NO₃^- ele sunt delocalizate printre cei trei atomi de oxigen, menținând întotdeauna sarcina pozitivă asupra azotului. Ca o consecință a celor de mai sus, Kionii^-+ din cristal evită plasarea chiar deasupra sau sub azot a anionilor NO₃^-.

De fapt, imaginea arata modul in care Kionii⁺ ele sunt înconjurate de atomi de oxigen, sfere roșii. În concluzie, aceste interacțiuni sunt responsabile pentru aranjamentele de cristal.

Alte faze cristaline

Variabilele, cum ar fi presiunea și temperatura, pot modifica aceste aranjamente și provin diferite faze structurale pentru KNO₃ (fazele I, II și III). De exemplu, faza II este aceea a imaginii, în timp ce faza I (cu structură cristalină trigonală) este formată atunci când cristalele sunt încălzite la 129 ° C.

Faza III este un solid tranzitoriu obținut prin răcirea fazei I, iar unele studii au arătat că prezintă anumite proprietăți fizice importante, cum ar fi feroelectricitatea. În această fază, straturile de cristale formează potasiu și nitrați, posibil sensibile la repulsii electrostatice dintre ioni.

În straturile din faza III anionii NU sunt₃^- ei pierd puțin din planul lor (triunghiul curbează ușor) pentru a permite acest aranjament, care, înainte de orice perturbare mecanică, devine structura fazei a II-a.

aplicații

Sarea este de mare importanță, deoarece este folosită în multe activități ale omului, care se manifestă în industrie, agricultură, alimente etc. Printre aceste utilizări se evidențiază următoarele:

- Conservarea alimentelor, în special a cărnii. În ciuda suspiciunii că acesta este implicat în formarea nitrozaminei (agent carcinogen), acesta este încă folosit în carne.

- Îngrășământ, deoarece azotatul de potasiu oferă două dintre cele trei macronutrienți de plante: azot și potasiu. Împreună cu fosforul, acest element este necesar pentru dezvoltarea plantelor. Adică, este o rezervă importantă și gestionabilă a acestor substanțe nutritive.

- Accelerează arderea, fiind capabilă să producă explozii dacă materialul combustibil este extins sau dacă este fin divizat (suprafață mai mare, reactivitate mai mare). În plus, este una dintre principalele componente ale prafului de pușcă.

- Facilitează îndepărtarea bolțurilor arborilor tăiați. Nitratul furnizează azotul necesar ca ciupercile să distrugă lemnul de la picioare.

- Intervine in reducerea sensibilitatii dintelui prin incorporarea sa in pasta de dinti, care creste protectia la senzatiile dureroase ale dintelui produs de rece, caldura, acid, dulce sau contact.

- Acționează ca un hipotensor în reglarea tensiunii arteriale la om. Acest efect ar fi dat sau interdependent cu o modificare a excreției de sodiu. Doza recomandată în tratament este de 40-80 mEq / zi de potasiu. În acest sens, se subliniază faptul că nitratul de potasiu ar avea o acțiune diuretică.

Cum se face?

Cea mai mare parte a azotatului este produsă în minele dezertelor din Chile. Acesta poate fi sintetizat prin mai multe reacții:

NH₄NU₃ (ac) + KOH (ac) => NH₃ (ac) + KNO₃ (ac) + H₂O (l)

Azotatul de potasiu este produs, de asemenea, prin neutralizarea acidului azotic cu hidroxid de potasiu într-o reacție extrem de exotermă.

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

La scară industrială, nitratul de potasiu este produs printr-o reacție dublă de deplasare.

NaNO₃ (ac) + KCI (ac) => NaCI (ac) + KNO₃ (Aq)

Principala sursă de KCl este mineralul silvic, și nu alte minerale, cum ar fi carnalita sau cainitul, care sunt de asemenea compuse din magneziu ionic.

Proprietăți fizice și chimice

Azotatul de potasiu în stare solidă este prezentat sub formă de pudră albă sau sub formă de cristale de structură ortombomică la temperatura camerei și trigonal la 129 ° C. Are o greutate moleculară de 101,1032 g / mol, este inodor și are un gust salin acrid.

Este un compus foarte solubil în apă (316-320 g / litru de apă, la 20 ° C), datorită naturii sale ionice și ușurinței moleculelor de apă pentru solvatarea ionului K⁺.

Densitatea sa este de 2,1 g / cm³ la 25 ° C. Aceasta înseamnă că este de aproximativ două ori mai densă decât apa.

Punctul său de topire (334 ° C) și punctul de fierbere (400 ° C) indică legăturile ionice dintre K⁺ și NU₃^-. Cu toate acestea, ele sunt scăzute în comparație cu alte săruri, deoarece energia cu cristale cristaline este mai scăzută pentru ionii monovalenți (adică cu încărcături ± 1) și, de asemenea, au dimensiuni care nu sunt foarte asemănătoare.

Se descompune la o temperatură apropiată de punctul de fierbere (400 ° C) pentru a produce azotat de potasiu și oxigen molecular:

KNO₃(s) => KNO₂(s) + O₂(G)

referințe

1. Extract. (2018). Nitrat de potasiu. Adus la 12 aprilie 2018 de la: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
2. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29 septembrie 2017). Saltpeter sau Nitrat de potasiu fapte. Adus pe 12 aprilie 2018, de la: thoughtco.com
3. K. Nimmo și B. W. Lucas. (22 mai 1972). Conformarea și orientarea NO3 în faza a-Nitrat de potasiu. Natură Physical Science 237, 61-63.
4. Adam Rędzikowski. (8 aprilie 2017). Cristale de nitrat de potasiu. [Figura]. Adus la 12 aprilie 2018 de la: https://commons.wikimedia.org
5. Acta Cryst. (2009). Creșterea și rafinarea cu cristal unic a azotatului de potasiu de fază III, KNO₃. B65, 659-663.
6. Marni Wolfe. (3 octombrie 2017). Riscuri de nitrat de potasiu. Adus pe data de 12 aprilie 2018, de la: livestrong.com
7. Galeriile Aethyst, Inc. (1995-2014). Nitroul mineral. Adus pe 12 aprilie 2018, de la: galleries.com