Структура нитрата калия (KNO3), использование, свойства



нитрат калия Это тройная соль, состоящая из калия, щелочного металла и оксоанионного нитрата. Его химическая формула КНО3, что означает, что для каждого иона К+, там нет иона3-- взаимодействуя с этим. Следовательно, это ионная соль и является одним из нитратов щелочных металлов (LiNO3, NaNO3, RBNO3...).

КНО3 Это сильный окислитель из-за присутствия нитратного аниона. То есть он функционирует как резервуар твердых нитратов и безводных ионов, в отличие от других солей, хорошо растворимых в воде или очень гигроскопичных. Многие из свойств и использования этого соединения обусловлены нитрат-анионом, а не катионом калия..

На изображении выше показаны кристаллы KNO.3 с иглой формы. Природный источник КНО3 это селитра, известная по именам селитра или salpetre, на английском Этот элемент также известен как нитрат калия или нитроминерал.

Он встречается в засушливых или пустынных районах, а также в расцвете кавернозных стен. Еще один важный источник КНО3 это гуано, экскременты животных, обитающих в сухих условиях.

индекс

  • 1 Химическая структура
    • 1.1 Другие кристаллические фазы
  • 2 использования
  • 3 Как это сделать??
  • 4 Физические и химические свойства
  • 5 ссылок

Химическая структура

Кристаллическая структура КНО представлена ​​на верхнем изображении3. Фиолетовые сферы соответствуют ионам К+, в то время как красный и синий - атомы кислорода и азота соответственно. Кристаллическая структура является ромбической при комнатной температуре.

Геометрия аниона NO3- это треугольная плоскость с атомами кислорода в вершинах треугольника и атомом азота в его центре. Он имеет положительный формальный заряд на атоме азота и два отрицательных формальных заряда на два атома кислорода (1-2 = (-1)).

Эти два отрицательных заряда НЕТ3- они делокализуются между тремя атомами кислорода, всегда поддерживая положительный заряд в азоте. Как следствие вышесказанного, ионы К-+ кристалла избегать размещения чуть выше или ниже азота анионов NO3-.

На самом деле, изображение показывает, как ионы K+ они окружены атомами кислорода, красными сферами. В заключение, эти взаимодействия ответственны за кристаллическое расположение.

Другие кристаллические фазы

Переменные, такие как давление и температура, могут изменять эти схемы и создавать различные структурные фазы для KNO.3 (фазы I, II и III). Например, фаза II - это изображение, а фаза I (с тригональной кристаллической структурой) образуется, когда кристаллы нагревают до 129 ° C..

Фаза III представляет собой переходное твердое вещество, полученное в результате охлаждения фазы I, и некоторые исследования показали, что оно проявляет некоторые важные физические свойства, такие как сегнетоэлектричество. В этой фазе кристалл образует слои калия и нитратов, возможно, чувствительные к электростатическим отталкиваниям между ионами.

В слоях III фазы анионы НЕ3- они теряют небольшую часть своей планарности (треугольник слегка изгибается), чтобы обеспечить такое расположение, которое перед любым механическим нарушением становится структурой фазы II.

приложений

Соль имеет большое значение, поскольку она используется во многих видах деятельности человека, которые проявляются в промышленности, сельском хозяйстве, пищевой промышленности и т. Д. Среди этих видов использования выделяются следующие:

- Сохранение пищи, особенно мяса. Несмотря на подозрение, что он участвует в образовании нитрозамина (канцерогенного агента), он все еще используется в колбасных изделиях..

- Удобрение, потому что нитрат калия обеспечивает два из трех макроэлементов растений: азот и калий. Вместе с фосфором этот элемент необходим для развития растений. То есть это важный и управляемый запас этих питательных веществ..

- Это ускоряет сгорание, способное производить взрывы, если горючий материал имеет большой объем или если он тонко разделен (большая площадь поверхности, большая реакционная способность). Кроме того, это один из основных компонентов пороха.

- Облегчает удаление пней срубленных деревьев. Нитрат поставляет необходимый азот для грибов, чтобы уничтожить древесину пней.

- Он вмешивается в снижение чувствительности зубов за счет включения его в средства для чистки зубов, что повышает защиту от болезненных ощущений зуба, вызванных холодом, жаром, кислотой, сладостью или контактом.

- Он действует как гипотензор в регуляции кровяного давления у людей. Этот эффект будет дан или взаимосвязан с изменением экскреции натрия. Рекомендуемая доза при лечении составляет 40-80 мэкв / день калия. В связи с этим отмечается, что нитрат калия будет оказывать мочегонное действие.

Как это сделать??

Большая часть нитрата добывается в шахтах пустынь в Чили. Это может быть синтезировано несколькими реакциями:

Нью-Гемпшир4НЕТ3 (ac) + KOH (ac) => NH3 (ac) + KNO3 (ac) + H2O (l)

Нитрат калия также получают путем нейтрализации азотной кислоты гидроксидом калия в сильно экзотермической реакции.

КОН (ac) + HNO3(конц) => КНО3 (ac) + H2O (l)

В промышленном масштабе нитрат калия получают по реакции двойного вытеснения..

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

Основным источником KCl является минерал сильвин, а не другие минералы, такие как карналлит или каинит, которые также состоят из ионного магния..

Физико-химические свойства

Нитрат калия в твердом состоянии встречается в виде белого порошка или в форме кристаллов с орто-ромбической структурой при комнатной температуре и тригональной при 129 ° С. Он имеет молекулярную массу 101,1032 г / моль, не имеет запаха и имеет едкий солевой вкус.

Это соединение, хорошо растворимое в воде (316-320 г / литр воды, при 20 ºC), благодаря своей ионной природе и легкости молекул воды растворять ион K+.

Его плотность составляет 2,1 г / см.3 при 25 ° С Это означает, что он примерно в два раза плотнее воды.

Его температура плавления (334 ° C) и температура кипения (400 ° C) указывают на ионные связи между K+ и НЕТ3-. Однако они являются низкими по сравнению с другими солями, поскольку энергия кристаллической решетки ниже для одновалентных ионов (т.е. с зарядами ± 1), а также имеют не очень похожие размеры.

Он разлагается при температуре, близкой к температуре кипения (400 ºC), образуя нитрит калия и молекулярный кислород:

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

ссылки

  1. PubChem. (2018). Нитрат калия. Получено 12 апреля 2018 г. из: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
  2. Энн Мари Хельменстин, доктор философии (29 сентября 2017 г.) Факты селитры или нитрата калия. Получено 12 апреля 2018 г.
  3. К. Ниммо и Б. У. Лукас. (22 мая 1972 г.) Конформация и ориентация NO3 в α-фазе нитрата калия. Природа Физические науки 237, 61-63.
  4. Адам Рендзиковски. (8 апреля 2017 г.) Кристаллы нитрата калия. [Рисунок]. Получено 12 апреля 2018 г. по адресу: https://commons.wikimedia.org
  5. Acta Cryst. (2009). Рост и монокристаллическое измельчение калия нитрата III фазы, КНО3. B65, 659-663.
  6. Марни Вулф. (3 октября 2017 г.) Риски нитрата калия. Получено 12 апреля 2018 г. с сайта livestrong.com
  7. Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Минеральная нитра. Получено 12 апреля 2018 г. из: galleries.com