Kaliumnitrat (KNO3) Struktur, Användningar, Egenskaper



den kaliumnitrat Det är ett ternärt salt bestående av kalium, alkalimetall och oxoanionnitrat. Dess kemiska formel är KNO3, vilket betyder att för varje K-jon+, det finns en NO-jon3-- interagerar med detta. Därför är det ett jonsalt och utgör en av alkalititraten (LiNO3, NaNO3, RBNO3...).

KNO3 Det är ett starkt oxidationsmedel på grund av närvaron av nitratanjonen. Det betyder att den fungerar som en behållare av fasta nitrat och vattenfria joner, till skillnad från andra salter som är mycket lösliga i vatten eller mycket hygroskopiska. Många av egenskaperna och användningarna av denna förening beror på nitratanjonen snarare än kaliumkatjonen.

I bilden ovan illustreras KNO-kristaller3 med nålformer. Den naturliga källan till KNO3 är saltpeteren, känd av namnen salpeter eller salpetre, på engelska Detta element är också känt som kaliumnitrat eller nitromineral.

Det finns i torra eller ökenområden, liksom utblåstning av de cavernösa väggarna. En annan viktig källa till KNO3 är guanoen, utrotning av djur som bor i torra miljöer.

index

  • 1 Kemisk struktur
    • 1.1 Andra kristallina faser
  • 2 användningar
  • 3 Hur är det gjort??
  • 4 Fysikaliska och kemiska egenskaper
  • 5 referenser

Kemisk struktur

Kristallstrukturen för KNO representeras i den övre bilden3. De lila sfärerna motsvarar K ionerna+, medan de röda och blåa är syre respektive kväveatomer. Kristallstrukturen är ortorombisk vid rumstemperatur.

NO-anjonens geometri3- är det för ett trigonalplan, med syreatomerna vid trianglarna och kväveatomen i dess centrum. Det har en positiv formell laddning på kväveatomen, och två negativa formella laddningar på två syreatomer (1-2 = (-1)).

Dessa två negativa avgifter av NO3- de delokaliseras bland de tre syreatomerna, alltid upprätthåller den positiva laddningen i kvävet. Som ett resultat av ovanstående är K-jonerna-+ av kristallen undviker att placera precis ovanför eller under kvävet i anjonerna NO3-.

Faktum är att bilden visar hur K jonerna+ de är omgivna av syreatomerna, de röda kulorna. Sammanfattningsvis är dessa interaktioner ansvariga för de kristallina arrangemangen.

Andra kristallina faser

Variabler som tryck och temperatur kan ändra dessa arrangemang och härleda olika strukturfaser för KNO3 (faserna I, II och III). Fas II är till exempel bildens, medan fas I (med trigonal kristallin struktur) bildas när kristallerna värms till 129 ° C.

Fas III är ett övergångsfast ämne erhållet från kylningen av fas I, och vissa studier har visat att det uppvisar några viktiga fysikaliska egenskaper, såsom ferroelektricitet. I denna fas bildar kristallen lager av kalium och nitrater, eventuellt känsliga för elektrostatiska repulsioner mellan jonerna.

I fas III-skikten gör anjonerna INTE3- de förlorar lite av sin planaritet (triangelkurvorna något) för att tillåta detta arrangemang, vilket före en mekanisk störning blir strukturen i fas II.

tillämpningar

Salt är av stor betydelse eftersom det används i många aktiviteter av människan, som manifesteras i industri, jordbruk, mat etc. Bland dessa användningsområden står följande:

- Bevarandet av mat, särskilt kött. Trots misstanken att det är involverat i bildandet av nitrosamin (cancerframkallande medel) används det fortfarande för charkuteri.

- Gödselmedel, eftersom kaliumnitrat ger två av de tre makronäringsämnena av växter: kväve och kalium. Tillsammans med fosfor är detta element nödvändigt för utveckling av växter. Det innebär att det är en viktig och hanterbar reserv av dessa näringsämnen.

- Det accelererar förbränningen, kan producera explosioner om brännbart material är omfattande eller om det är finfördelat (större ytarea, större reaktivitet). Dessutom är det en av huvudkomponenterna i krut.

- Det underlättar avlägsnandet av de fällda trädens stubbar. Nitrat levererar det nödvändiga kvävet för svamparna för att förstöra stubben.

- Det ingriper i minskningen av tandkänsligheten genom att den införlivas i tandkrämer, vilket ökar skyddet för smärtsamma känslor hos den tand som produceras av kyla, värme, syra, söt eller kontakt.

- Det fungerar som en hypotensor vid reglering av blodtryck hos människor. Denna effekt skulle ges eller vara relaterad till en förändring av natriumutskiljning. Den rekommenderade dosen i behandlingen är 40-80 mEq / dag kalium. I detta avseende noteras att kaliumnitrat skulle ha diuretisk verkan.

Hur är det gjort??

Det mesta av nitratet produceras i minernas öken i Chile. Det kan syntetiseras av flera reaktioner:

NH4NEJ3 (ac) + KOH (ac) => NH3 (ac) + KNO3 (ac) + H2O (l)

Kaliumnitrat produceras också genom att neutralisera salpetersyra med kaliumhydroxid i en mycket exoterm reaktion.

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

I industriell skala produceras kaliumnitrat genom en dubbelförskjutningsreaktion.

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

KCl-huvudkällan är silvinmineral, och inte andra mineraler såsom karnallit eller kainit, som också består av joniskt magnesium.

Fysikaliska och kemiska egenskaper

Kaliumnitrat i fast tillstånd uppträder som ett vitt pulver eller i form av kristaller med en ortohombisk struktur vid rumstemperatur och trigonal vid 129 ° C. Den har en molekylvikt av 101,1032 g / mol, är luktlös och har en akrid saltlösningsmak.

Det är en förening som är mycket löslig i vatten (316-320 g / liter vatten vid 20 ºC) på grund av dess joniska natur och lätthet av vattenmolekyler att solvatera jon K+.

Dess densitet är 2,1 g / cm3 vid 25 ° C Det betyder att det är ungefär dubbelt så tätt som vatten.

Dess smältpunkt (334 ° C) och kokpunkten (400 ° C) indikerar jonbindningarna mellan K+ och nr3-. De är emellertid låga jämfört med andra salter, eftersom kristallgittersenergin är lägre för monovalenta joner (dvs. med laddningar ± 1) och inte heller mycket lika stora storlekar.

Den sönderdelas vid en temperatur nära kokpunkten (400 ºC) för att producera kaliumnitrit och molekylärt syre:

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

referenser

  1. PubChem. (2018). Kaliumnitrat. Hämtad den 12 april 2018, från: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
  2. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29 september 2017). Saltpeter eller kaliumnitratfakta. Hämtad den 12 april 2018, från: thoughtco.com
  3. K. Nimmo & B.W. Lucas. (22 maj 1972). Konformation och orientering av NO3 i a-fas kaliumnitrat. Naturvetenskap 237, 61-63.
  4. Adam Rędzikowski. (8 april 2017). Kaliumnitratkristaller. [Bild]. Hämtad den 12 april 2018, från: https://commons.wikimedia.org
  5. Acta Cryst. (2009). Tillväxt och enkelkristallförädling av fas III kaliumnitrat, KNO3. B65, 659-663.
  6. Marni Wolfe. (3 oktober 2017). Kaliumnitratrisker. Hämtad den 12 april 2018, från: livestrong.com
  7. Ametyst Galleries, Inc. (1995-2014). Mineralniter. Hämtad den 12 april 2018, från: galleries.com