Структура на калиевия нитрат (KNO3), употреба, свойства



на калиев нитрат Това е тройна сол, съставена от калий, алкален метал и оксоанион нитрат. Химичната му формула е KNO3, което означава, че за всеки K йон+, има NO-йон3-- взаимодейства с това. Следователно, той е йонна сол и представлява един от алкалните нитрати (LiNO3, нитрит3, RBNO3...).

KNO3 Той е силно окислително средство поради наличието на нитратен анион. С други думи, той функционира като резервоар от твърди нитрати и безводни йони, за разлика от други соли, които са много разтворими във вода или са много хигроскопични. Много от свойствата и употребите на това съединение се дължат на нитратния анион, а не на калиевия катион.

На изображението по-горе са илюстрирани KNO кристали3 с форма на игла. Естественият източник на KNO3 е селитрата, известна с имената селитра или salpetre, на английски език Този елемент е известен също като калиев нитрат или нитро минерал.

Намира се в безводни или пустинни райони, както и в ефлоресценцията на пещерните стени. Друг важен източник на KNO3 е гуано, екскременти на животни, които обитават суха среда.

индекс

  • 1 Химическа структура
    • 1.1 Други кристални фази
  • 2 Използване
  • 3 Как се прави??
  • 4 Физични и химични свойства
  • 5 Препратки

Химическа структура

Кристалната структура на KNO е представена в горното изображение3. Пурпурните сфери съответстват на К йони+, докато червеният и синият са съответно кислородните и азотните атоми. Кристалната структура е орторомбична при стайна температура.

Геометрията на NO аниона3- е това на тригонална равнина, с кислородните атоми във върховете на триъгълника и азотния атом в центъра му. Той има положителен формален заряд на азотния атом и две отрицателни формални заряди на два кислородни атома (1-2 = (-1)).

Тези две отрицателни заряди на NO3- те са делокализирани сред трите кислородни атома, като винаги поддържат положителния заряд в азота. Като следствие от горното, K-йони-+ от кристала се избягва поставянето точно над или под азота на анионите NO3-.

В действителност, изображението показва как K йони+ те са заобиколени от кислородните атоми, червените сфери. В заключение, тези взаимодействия са отговорни за кристалните условия.

Други кристални фази

Променливи като налягане и температура могат да променят тези условия и да създадат различни структурни фази за KNO3 (фази I, II и III). Например, фаза II е тази на изображението, докато фаза I (с тригонална кристална структура) се образува, когато кристалите се загряват до 129 ° С..

Фаза III е преходно твърдо вещество, получено от охлаждането на фаза I, а някои проучвания показват, че то притежава някои важни физични свойства, като фероелектричност. В тази фаза кристалът образува слоеве от калий и нитрати, евентуално чувствителни към електростатични отблъсквания между йоните.

В слоевете на фаза III анионите НЕ са3- те губят малко от тяхната плоскост (триъгълникът леко се извива), за да се даде възможност на това подреждане, което, преди всяко механично смущение, да стане структура на фаза II.

приложения

Солта е от голямо значение, тъй като се използва в много човешки дейности, които се проявяват в промишлеността, селското стопанство, храните и др. Сред тези употреби се открояват следните:

- Опазването на храната, особено на месото. Въпреки подозрението, че той участва в образуването на нитрозамин (канцерогенен агент), той все още се използва в колбасите.

- Тор, защото калиевият нитрат осигурява два от трите макронутриента на растенията: азот и калий. Заедно с фосфора този елемент е необходим за развитието на растенията. Това е важен и управляем резерв от тези хранителни вещества.

- Той ускорява горенето, може да произвежда експлозии, ако горимият материал е обширен или ако е фино разделен (по-голяма повърхност, по-голяма реактивност). В допълнение, той е един от основните компоненти на барута.

- Тя улеснява отстраняването на пънове на изсечените дървета. Нитратите доставят необходимия азот за гъбите, за да унищожат дърветата от пънове.

- Той се намесва в намаляването на чувствителността на зъбите чрез включването му в зъбните препарати, което увеличава защитата на болезнените усещания на зъба, произведен от студ, топлина, киселина, сладък или контакт.

- Той действа като хипотензор в регулирането на кръвното налягане при хора. Този ефект ще бъде даден или взаимосвързан с промяна в екскрецията на натрий. Препоръчителната доза при лечението е 40-80 mEq / ден калий. В тази връзка се отбелязва, че калиевият нитрат би имал диуретично действие.

Как се прави??

По-голямата част от нитратите се произвеждат в мините на пустините в Чили. Може да се синтезира чрез няколко реакции:

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

Калиев нитрат се произвежда и чрез неутрализиране на азотната киселина с калиев хидроксид в силно екзотермична реакция.

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

В промишлен мащаб, калиев нитрат се произвежда чрез двойна реакция на заместване.

нитрит3 (ac) + KCl (ac) => NaCl (ac) + KNO3 (Воден)

Основният източник на КС1 е силвинов минерал, а не други минерали като карналит или каинит, които също са съставени от йонни магнезий..

Физични и химични свойства

Калиев нитрат в твърдо състояние се получава като бял прах или под формата на кристали с ортоомбична структура при стайна температура и тригонален при 129 ° С. Той има молекулно тегло 101.1032 g / mol, без мирис и има вкус на кисел солен разтвор.

Това е съединение, което е много разтворимо във вода (316-320 g / l вода, при 20 ° C), поради нейната йонна природа и лекотата на водните молекули за солват на йон.+.

Неговата плътност е 2.1 g / cm3 при 25 ° С. Това означава, че е приблизително два пъти по-плътна от водата.

Точката на топене (334 ° С) и температурата на кипене (400 ° С) са показателни за йонните връзки между К+ и NO3-. Въпреки това, те са ниски в сравнение с други соли, тъй като енергията на кристалната решетка е по-ниска за моновалентни йони (т.е. с такси ± 1) и също така не са с много сходни размери..

Разлага се при температура, близка до точката на кипене (400 ° С), за да се получи калиев нитрит и молекулен кислород:

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

препратки

  1. PubChem. (2018). Калиев нитрат. Възстановен на 12 април 2018 г. от: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
  2. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29 септември 2017 г.). Факти на селитра или калиев нитрат. Възстановен на 12 април 2018 г. от: thoughtco.com
  3. K. Nimmo & B. W. Lucas. (22 май 1972 г.). Конформация и ориентация на NO3 в α-фаза калиев нитрат. Nature Physical Science 237, 61-63.
  4. Адам Rędzikowski. (8 април 2017 г.). Кристали на калиев нитрат. [Фигура]. Възстановен на 12 април 2018 г. от: https://commons.wikimedia.org
  5. Acta Cryst. (2009 г.). Растеж и еднокристално пречистване на фаза-III калиев нитрат, KNO3. B65, 659-663.
  6. Марни Улф. (3 октомври 2017 г.). Рискове от калиев нитрат. Възстановен на 12 април 2018 г. от: livestrong.com
  7. Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Минералният нитер. Възстановен на 12 април 2018 г. от: galleries.com