Kālija nitrāts (KNO3) struktūra, pielietojumi, īpašības



The kālija nitrāts Tas ir trīskāršais sāls, kas sastāv no kālija, sārmu metālu un oksoanjona nitrāta. Tā ķīmiskā formula ir KNO3, tas nozīmē, ka katram K jonam+, ir NO jonu3-- mijiedarbojas ar to. Tāpēc tas ir jonu sāls un ir viens no sārmu nitrātiem (LiNO)3, NaNO3, RbNO3...).

KNO3 Tas ir spēcīgs oksidētājs, kas saistīts ar nitrāta anjonu. Proti, tā darbojas kā cieto nitrātu un bezūdens jonu rezervuārs, atšķirībā no citiem ūdenī labi šķīstošiem vai ļoti higroskopiskiem sāļiem. Daudzi no šī savienojuma īpašībām un lietojumiem ir saistīti ar nitrāta anjonu, nevis kālija katjonu.

Attēlā attēloti KNO kristāli3 ar adatu formām. KNO dabiskais avots3 ir sālpeteris, pazīstams ar nosaukumiem Saltmetrs o salpetre, angļu valodā Šis elements ir pazīstams arī kā kālija nitrāts vai nitro minerāls.

Tas ir atrodams sausos vai tuksnešos apgabalos, kā arī dobo sienu izplūdē. Vēl viens svarīgs KNO avots3 ir guano, ekskrementi dzīvniekiem, kas dzīvo sausā vidē.

Indekss

  • 1 Ķīmiskā struktūra
    • 1.1 Citas kristāliskas fāzes
  • 2 Lietojumi
  • 3 Kā tas tiek darīts??
  • 4 Fizikālās un ķīmiskās īpašības
  • 5 Atsauces

Ķīmiskā struktūra

KNO kristāla struktūra ir attēlota augšējā attēlā3. Purpura sfēras atbilst K joniem+, bet sarkanais un zilais ir skābekļa un slāpekļa atomi. Kristāla struktūra ir ortorombiska istabas temperatūrā.

NO anjona ģeometrija3- ir trigonālās plaknes, kur skābekļa atomi atrodas trijstūra virsotnēs, un slāpekļa atoms tās centrā. Tam ir pozitīva formāla lādiņa par slāpekļa atomu un divi negatīvi formāli lādiņi diviem skābekļa atomiem (1-2 = (-1)).

Šīs divas negatīvās izmaksas NO3- tie tiek pārvietoti starp trim skābekļa atomiem, vienmēr saglabājot pozitīvo lādiņu slāpeklī. Kā iepriekš minēto, K joni-+ no kristāla nenovieto tieši virs vai zem anjonu NO slāpekļa3-.

Faktiski attēls rāda, kā K jonus+ tos ieskauj skābekļa atomi, sarkanās sfēras. Visbeidzot, šīs mijiedarbības ir atbildīgas par kristālisko režīmu.

Citas kristāliskās fāzes

Mainīgie lielumi, piemēram, spiediens un temperatūra, var mainīt šo režīmu un radīt dažādus strukturālos posmus KNO3 (I, II un III fāze). Piemēram, II fāze ir attēla, bet I fāze (ar trigonālu kristālisku struktūru) veidojas, kad kristāli tiek uzsildīti līdz 129 ° C..

III fāze ir pārejoša cietviela, kas iegūta, atdzesējot I fāzi, un daži pētījumi ir parādījuši, ka tam piemīt dažas svarīgas fizikālās īpašības, piemēram, feroselektriskums. Šajā fāzē kristāli veido kālija un nitrātu slāņus, kas, iespējams, ir jutīgi pret elektrostatiskajiem atbaidījumiem starp joniem.

III fāzes slāņos anjoni NAV3- tie zaudē nedaudz planaritātes (nedaudz trijstūra līknes), lai ļautu šim izkārtojumam, kas pirms jebkāda mehāniska traucējuma kļūst par II fāzes struktūru..

Lietojumi

Sāls ir ļoti svarīgs, jo to izmanto daudzās cilvēku darbībās, kas izpaužas rūpniecībā, lauksaimniecībā, pārtikā utt. Starp šiem izmantošanas veidiem izceļas šādi:

- Pārtikas, īpaši gaļas, saglabāšana. Neskatoties uz aizdomām, ka tas ir iesaistīts nitrozamīna (kancerogēnas vielas) veidošanā, tas joprojām tiek izmantots dārzeņos..

- Mēslojums, jo kālija nitrāts nodrošina divus augu trīs makroelementus: slāpekli un kāliju. Kopā ar fosforu šis elements ir nepieciešams augu attīstībai. Tas nozīmē, ka tā ir svarīga un pārvaldāma šo uzturvielu rezerve.

- Tas paātrina sadegšanu, spējot radīt sprādzienus, ja uzliesmojošs materiāls ir plašs vai tas ir smalki sadalīts (lielāks virsmas laukums, lielāka reaktivitāte). Turklāt tā ir viena no galvenajām šaujampulvera sastāvdaļām.

- Tas atvieglo izcirto koku celmu noņemšanu. Nitrāts nodrošina sēnēm nepieciešamo slāpekli, lai iznīcinātu celmu koksni.

- Tā iejaucas zobu jutības mazināšanā, iekļaujot to zobu pastās, kas palielina sāpīgu sajūtu sajūtu, ko rada zobs, ko rada auksts, karsts, skābs, salds vai kontakts.

- Tas darbojas kā hipotensors cilvēka asinsspiediena regulēšanā. Šis efekts tiktu dots vai saistīts ar nātrija izdalīšanās izmaiņām. Ieteicamā deva ārstēšanai ir 40-80 mEq / dienā kālija. Šajā sakarā jāatzīmē, ka kālija nitrātam būtu diurētiska iedarbība.

Kā tas tiek darīts??

Lielāko daļu nitrātu ražo Čīles tuksnešu raktuvēs. To var sintezēt ar vairākām reakcijām:

NH4NĒ3 (ac) + KOH (ac) => NH3 (ac) + KNO3 (ac) + H2O (l)

Kālija nitrātu ražo arī, neitralizējot slāpekļskābi ar kālija hidroksīdu ļoti eksotermiskā reakcijā.

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

Rūpnieciskā mērogā kālija nitrātu ražo, veicot dubultas pārvietošanas reakciju.

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

Galvenais KCl avots ir silvīna minerāls, nevis citi minerāli, piemēram, karnitīts vai cainīts, kas arī sastāv no jonu magnija..

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

Kālija nitrāts cietā stāvoklī notiek kā balts pulveris vai kristālu formā ar ortohombisku struktūru istabas temperatūrā, un trigonāls pie 129 ° C. Tā molekulmasa ir 101,1032 g / mol, bez smaržas un sāls skābes garša.

Tas ir savienojums, kas ļoti labi šķīst ūdenī (316-320 g / l ūdens 20 ° C temperatūrā), pateicoties tā jonu dabai un ūdens molekulu vieglumam pret solvātu jonu K+.

Tā blīvums ir 2,1 g / cm3 pie 25 ° C Tas nozīmē, ka tas ir apmēram divreiz biezāks par ūdeni.

Tā kušanas temperatūra (334 ° C) un viršanas temperatūra (400 ° C) liecina par jonu saitēm starp K+ un NO3-. Tomēr, salīdzinot ar citiem sāļiem, tie ir zemi, jo kristāliskā režģa enerģija ir mazāka monovalentiem joniem (ti, ar lādiņiem ± 1), un tiem nav arī ļoti līdzīgu izmēru.

Tā sadala temperatūrā, kas ir tuvu viršanas temperatūrai (400 ° C), lai iegūtu kālija nitritu un molekulāro skābekli:

KNO3s) => KNO2s) + O2(g)

Atsauces

  1. Pubčems. (2018). Kālija nitrāts. Saturs iegūts 2018. gada 12. aprīlī no: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
  2. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (2017. gada 29. septembris). Saltmetrs vai kālija nitrāta fakti. Saturs iegūts 2018. gada 12. aprīlī, no: thinkco.com
  3. K. Nimmo un B. W. Lucas. (1972. gada 22. maijs). NO3 konformācija un orientācija kālija nitrāta α-fāzē. Nature Physical Science 237, 61-63.
  4. Adam Rędzikowski. (2017. gada 8. aprīlis). Kālija nitrāta kristāli. [Attēls] Saturs iegūts 2018. gada 12. aprīlī no: https://commons.wikimedia.org
  5. Acta Cryst. (2009). III fāzes kālija nitrāta, KNO, augšana un viena kristāla attīrīšana3. B65, 659-663.
  6. Marni Wolfe. (2017. gada 3. oktobris). Kālija nitrāta riski. Saturs iegūts 2018. gada 12. aprīlī no: livestrong.com
  7. Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Minerālais niteris. Saturs iegūts 2018. gada 12. aprīlī, no: galleries.com