Kaaliumnitraat (KNO3) struktuur, kasutusalad, omadused



The kaaliumnitraat See on kolmeastmeline sool, mis koosneb kaaliumist, leelismetallist ja oksoanioonnitraadist. Selle keemiline valem on KNO3, mis tähendab, et iga K iooni puhul+, on NO-ioon3-- suhtlema. Seetõttu on see iooniline sool ja moodustab ühe leeliselisuse (LiNO)3, NaNO3, RbNO3...).

KNO3 Tegemist on tugeva oksüdeeriva ainega, mis tuleneb nitraataniooni olemasolust. See tähendab, et see toimib tahkete nitraatide ja veevaba ioonide reservuaarina, erinevalt teistest vees hästi lahustuvatest või väga hügroskoopsetest sooladest. Paljud selle ühendi omadused ja kasutusviisid tulenevad pigem nitraadianioonist kui kaaliumkatioonist.

Ülaltoodud pildil on kujutatud KNO kristalle3 nõelaga. KNO loomulik allikas3 on nimedega tuntud salpeter Soolpeter o salpetre, inglise keeles Seda elementi tuntakse ka kaaliumnitraadina või nitro mineraalina.

Seda leidub kuivades või kõrbes asuvates piirkondades, samuti õõnsate seintega. Teine oluline KNO allikas3 on kuiva keskkonda elavate loomade guaano, väljaheited.

Indeks

  • 1 Keemiline struktuur
    • 1.1 Muud kristallilised faasid
  • 2 Kasutamine
  • 3 Kuidas seda tehakse??
  • 4 Füüsikalised ja keemilised omadused
  • 5 Viited

Keemiline struktuur

KNO kristallstruktuur on kujutatud ülemises pildis3. Lilla sfäärid vastavad K ioonidele+, punane ja sinine on hapniku- ja lämmastikuaatomid. Kristallstruktuur on toatemperatuuril ortorombiline.

NO aniooni geomeetria3- on trigonaaltasand, mille hapniku aatomid on kolmnurga tippudel ja lämmastiku aatom selle keskel. Sellel on positiivne ametlik laeng lämmastikuaatomile ja kaks negatiivset formaalset laengut kahele hapniku aatomile (1-2 = (-1)).

Need kaks negatiivset tasu NO3- need on ümber paigutatud kolme hapniku aatomi vahel, säilitades alati positiivse laengu lämmastikus. Ülaltoodust tulenevalt on K ioonid-+ kristallidest ei tohi asetada anioonide NO lämmastikku kõrgemale või alla3-.

Tegelikult näitab pilt, kuidas K ioonid+ neid ümbritsevad hapniku aatomid, punased sfäärid. Kokkuvõttes on need vastasmõjud vastutavad kristallilise korralduse eest.

Muud kristallilised faasid

Sellised muutused, nagu rõhk ja temperatuur, võivad neid korraldusi muuta ja KNO jaoks luua erinevaid struktuurifaase3 (I, II ja III etapp). Näiteks II etapp on kujutise faas, samas kui I faas (trigonaalse kristallstruktuuriga) moodustub kristallide kuumutamisel temperatuurini 129 ° C.

III faas on I faasi jahutamisel saadud üleminekuaegne tahke aine ning mõned uuringud on näidanud, et sellel on mõned olulised füüsikalised omadused, näiteks ferroelektrilisus. Selles faasis moodustab kristall kaaliumi ja nitraatide kihid, mis võivad olla tundlikud ioonide vaheliste elektrostaatiliste tõrjutuste suhtes.

III faasi kihtides ei ole anioonid3- nad kaotavad veidi oma tasapinnalisuse (kolmnurga kõverad veidi), et võimaldada sellist korraldust, mis enne mehaaniliste häirete tekkimist muutub II faasi struktuuriks..

Kasutamine

Sool on väga oluline, sest seda kasutatakse paljudes inimese tegevustes, mis avalduvad tööstuses, põllumajanduses, toidus jne. Nende kasutuste hulgas on järgmised:

- Toidu, eriti liha säilitamine. Hoolimata kahtlusest, et ta osaleb nitrosamiini (kantserogeensete ainete) moodustamises, kasutatakse seda ikka veel.

- Väetised, sest kaaliumnitraat annab kaks taime kolmest makroainest: lämmastik ja kaalium. Koos fosforiga on see element vajalik taimede arendamiseks. See tähendab, et see on nende toitainete oluline ja juhitav reserv.

- See kiirendab põlemist, on võimeline tekitama plahvatusi, kui süttiv materjal on ulatuslik või kui see on peenestatud (suurem pindala, suurem reaktiivsus). Lisaks sellele on see üks peamine püssirohu komponent.

- See hõlbustab langetatud puude kändude eemaldamist. Nitraat annab seentele vajaliku lämmastiku, et hävitada kände puit.

- See sekkub hammaste tundlikkuse vähendamisse, lisades seda hambapastadesse, mis suurendab külma, soojuse, happe, magusat või kontakti põhjustatud hammaste valulike tunnete kaitset..

- See toimib inimestel vererõhu reguleerimisel hüpotensioonina. See toime annaks või oleks seotud naatriumi eritumise muutusega. Ravi soovitatav annus on 40-80 mEq kaaliumi ööpäevas. Sellega seoses märgitakse, et kaaliumnitraadil on diureetiline toime.

Kuidas seda tehakse??

Suurem osa nitraadist toodetakse Tšiili kõrbete kaevandustes. Seda saab sünteesida mitme reaktsiooniga:

NH4EI3 (ac) + KOH (ac) => NH3 (ac) + KNO3 (ac) + H2O (l)

Kaaliumnitraati toodetakse ka lämmastikhappe neutraliseerimisel kaaliumhüdroksiidiga väga eksotermilises reaktsioonis.

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

Tööstuslikus mastaabis toodetakse kaaliumnitraati kahekordse reaktsiooniga.

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

KCl peamiseks allikaks on silviin mineraal, mitte muud mineraalid, nagu karnalliit või kaniit, mis koosnevad ka ioonilisest magneesiumist..

Füüsikalised ja keemilised omadused

Tahke nitraat tahkes olekus esineb valge pulbrina või kristallidena, mille ortohombiline struktuur on toatemperatuuril ja trigonaalne 129 ° C juures. Selle molekulmass on 101,1032 g / mol, lõhnatu ja soolalahusega.

See on vees väga hästi lahustuv ühend (316-320 g / l vett 20 ° C juures) tänu oma ioonilisusele ja veemolekulide lihtsusele solvaatiooniks K+.

Selle tihedus on 2,1 g / cm3 temperatuuril 25 ° C See tähendab, et see on umbes kaks korda tihedam kui vesi.

Selle sulamistemperatuur (334 ° C) ja keemistemperatuur (400 ° C) näitavad K-i vahelisi ioonseid sidemeid.+ ja NO3-. Siiski on need võrreldes teiste sooladega väikesed, sest kristallvõre energia on monovalentsete ioonide puhul madalam (st laengutega ± 1) ja ka neil ei ole väga sarnaseid suurusi.

See laguneb keemistemperatuuri lähedal (400 ° C), et saada kaaliumnitrit ja molekulaarne hapnik:

KNO3s) => KNO2(s) + O2(g)

Viited

  1. Pubchem. (2018). Kaaliumnitraat. Välja otsitud 12. aprillil 2018 kellelt: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
  2. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29. september 2017). Saltpeter või kaaliumnitraat. Välja otsitud 12. aprillil 2018 alates: thinkco.com
  3. K. Nimmo & B. W. Lucas. (22. mai 1972). NO3 konformatsioon ja orientatsioon a-faasi kaaliumnitraadis. Nature Physical Science 237, 61-63.
  4. Adam Rędzikowski. (8. aprill 2017). Kaaliumnitraadi kristallid. [Joonis] Välja otsitud 12. aprillil 2018: https://commons.wikimedia.org
  5. Acta Cryst. (2009). III faasi kaaliumnitraadi, KNO, kasv ja ühekristalliline rafineerimine3. B65, 659-663.
  6. Marni Wolfe. (3. oktoober 2017). Kaaliumnitraadi riskid. Välja otsitud 12. aprillil 2018 alates: livestrong.com
  7. Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Mineraalne niter. Välja otsitud 12. aprillil 2018, alates: galleries.com