Struktur, Kegunaan, Properties Potassium Nitrat (KNO3)



The kalium nitrat Ia adalah garam ternari yang terdiri daripada kalium, logam alkali, dan nitrogen oksoanion. Rumusan kimianya adalah KNO3, yang bermaksud bahawa untuk setiap ion K+, terdapat NO ion3-- berinteraksi dengan ini. Oleh itu, ia adalah garam ionik dan merupakan salah satu nitrat alkali (LiNO3, NaNO3, RbNO3...).

KNO3 Ia adalah agen pengoksidaan kuat kerana kehadiran anion nitrat. Iaitu, ia berfungsi sebagai takungan ion nitrat dan ion anhydrous, tidak seperti garam lain yang larut dalam air atau sangat hygroskopik. Kebanyakan sifat dan penggunaan sebatian ini adalah disebabkan oleh anion nitrat, dan bukannya kalium kation.

Dalam imej di atas, kristal KNO digambarkan3 dengan bentuk jarum. Sumber semulajadi KNO3 adalah tukang garam, yang dikenali dengan nama Saltpeter o saletre, dalam bahasa Inggeris Unsur ini juga dikenali sebagai kalium nitrat atau nitro mineral.

Ia ditemui di kawasan-kawasan gersang atau padang pasir, serta pengapisan dinding-dinding gua. Satu lagi sumber penting KNO3 adalah guano, kotoran haiwan yang menghuni persekitaran yang kering.

Indeks

  • 1 Struktur kimia
    • 1.1 fasa kristal yang lain
  • 2 Kegunaan
  • 3 Bagaimana ia dilakukan??
  • 4 Sifat fizikal dan kimia
  • 5 Rujukan

Struktur kimia

Struktur kristal KNO diwakili dalam imej atas3. Lingkaran ungu sesuai dengan ion K+, manakala merah dan biru adalah atom oksigen dan nitrogen masing-masing. Struktur kristal adalah ortorombik pada suhu bilik.

Geometri NO anion3- ialah satah trigonal, dengan atom oksigen di simpul segitiga, dan atom nitrogen di pusatnya. Ia mempunyai caj positif positif terhadap atom nitrogen, dan dua caj rasmi negatif pada dua atom oksigen (1-2 = (-1)).

Kedua-dua caj negatif NO3- mereka diasingkan di antara ketiga-tiga atom oksigen, sentiasa menjaga cas positif dalam nitrogen. Akibat daripada yang tersebut di atas, K ions-+ daripada kristal mengelakkan meletakkan di atas atau di bawah nitrogen anion NO3-.

Sebenarnya, imej menunjukkan bagaimana ion K+ mereka dikelilingi oleh atom oksigen, sfera merah. Sebagai kesimpulan, interaksi ini bertanggungjawab terhadap pengaturan kristal.

Fasa kristal lain

Pemboleh ubah seperti tekanan dan suhu boleh mengubahsuai pengaturan ini dan memulakan fasa struktur yang berbeza untuk KNO3 (fasa I, II dan III). Sebagai contoh, fasa II ialah imej, manakala fasa I (dengan struktur kristal trigonal) dibentuk apabila kristal dipanaskan hingga 129 ° C.

Tahap III adalah pepejal peralihan yang diperoleh dari penyejukan fasa I, dan beberapa kajian telah menunjukkan bahawa ia mempamerkan beberapa sifat fizikal penting, seperti ferroelektrik. Dalam fasa ini kristal membentuk lapisan kalium dan nitrat, mungkin sensitif terhadap penolakan elektrostatik antara ion.

Dalam lapisan fasa III, anion tidak3- mereka kehilangan sedikit dari planariti mereka (lengkung segitiga sedikit) untuk membolehkan susunan ini, yang, sebelum sebarang gangguan mekanikal, menjadi struktur fasa II.

Kegunaan

Garam sangat penting kerana ia digunakan dalam banyak aktiviti manusia, yang ditunjukkan dalam industri, pertanian, makanan, dll. Di antara kegunaan ini, penonjolan berikut:

- Pemeliharaan makanan, terutamanya daging. Walaupun disyaki bahawa ia terlibat dalam pembentukan nitrosamine (agen karsinogenik) ia masih digunakan dalam charcuterie.

- Baja, kerana kalium nitrat memberikan dua daripada tiga makronutrien tumbuhan: nitrogen dan kalium. Bersama dengan fosforus, elemen ini diperlukan untuk perkembangan tumbuhan. Iaitu, ia merupakan rizab penting dan terkawal nutrien ini.

- Ia mempercepat pembakaran, dapat menghasilkan letupan jika material terbakar luas atau jika ia dibelah dengan halus (luas permukaan yang lebih besar, kereaktifan yang lebih besar). Di samping itu, ia adalah salah satu komponen utama serbuk mesiu.

- Ia memudahkan penghapusan tunggul pokok yang ditebang. Nitrate membekalkan nitrogen yang diperlukan untuk kulat untuk memusnahkan kayu tunggul.

- Ia campur tangan dalam pengurangan sensitiviti gigi melalui penggabungannya dalam percetakan gigi, yang meningkatkan perlindungan terhadap sensasi yang menyakitkan gigi yang dihasilkan oleh dingin, panas, asid, manis atau bersentuhan.

- Ia bertindak sebagai hipotensor dalam pengawalan tekanan darah pada manusia. Kesan ini akan diberikan atau saling berkaitan dengan perubahan dalam perkumuhan natrium. Dos yang disyorkan dalam rawatan adalah 40-80 mEq / hari kalium. Dalam hal ini diketahui bahawa kalium nitrat akan mempunyai tindakan diuretik.

Bagaimana ia dilakukan??

Kebanyakan nitrat dihasilkan di lombong gurun di Chile. Ia boleh disintesis oleh beberapa reaksi:

NH4TIDAK3 (ac) + KOH (ac) => NH3 (ac) + KNO3 (ac) + H2O (l)

Kalium nitrat juga dihasilkan dengan meneutralkan asid nitrik dengan kalium hidroksida dalam reaksi yang sangat eksotermik.

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

Pada skala perindustrian, kalium nitrat dihasilkan oleh reaksi anjakan berganda.

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

Sumber utama KCl adalah mineral silvin, dan bukan mineral lain seperti karnitit atau cainit, yang juga terdiri dari magnesium ionik.

Sifat fizikal dan kimia

Nitrat kalium dalam keadaan pepejal berlaku sebagai serbuk putih atau dalam bentuk kristal dengan struktur orthohombic pada suhu bilik, dan trigonal pada 129 ° C. Ia mempunyai berat molekul 101.1032 g / mol, tidak berbau dan mempunyai rasa masin yang tajam.

Ia adalah sebatian sangat larut dalam air (316-320 g / liter air, pada 20 ºC), kerana sifat ioniknya dan kemudahan molekul air untuk melarutkan ion K+.

Ketumpatannya adalah 2.1 g / cm3 pada 25 ° C. Ini bermakna ia kira-kira dua kali lebih tebal seperti air.

Titik lebur (334 ° C) dan titik didih (400 ° C) menandakan ikatan ionik antara K+ dan TIDAK3-. Walau bagaimanapun, ia adalah rendah berbanding dengan garam lain, kerana tenaga kekisi kristal lebih rendah untuk ion monovalen (iaitu, dengan cas ± 1), dan juga tidak mempunyai saiz yang sangat serupa.

Ia mengurai pada suhu berhampiran dengan titik didih (400 ºC) untuk menghasilkan kalium nitrit dan oksigen molekul:

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

Rujukan

  1. Pubchem. (2018). Kalium Nitrat. Diambil pada 12 April 2018, dari: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
  2. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29 September 2017). Fakta Garam atau Potassium Nitrat. Diambil pada 12 April, 2018, dari: thoughtco.com
  3. K. Nimmo & B. W. Lucas. (22 Mei 1972). Pengesahan dan Orientasi NO3 dalam α-Phase Potassium Nitrat. Sains Fizikal Alam 237, 61-63.
  4. Adam Rędzikowski. (8 April 2017). Kristal kalium nitrat. [Rajah] Diambil pada 12 April 2018, dari: https://commons.wikimedia.org
  5. Acta Cryst. (2009). Pertumbuhan dan penghalusan tunggal kristal fasa-III kalium nitrat, KNO3. B65, 659-663.
  6. Marni Wolfe. (3 Oktober 2017). Risiko Nitrat Potassium. Diambil pada 12 April 2018, dari: livestrong.com
  7. Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Niter mineral. Diambil pada 12 April 2018, dari: galleries.com