- Kémiai szerkezet
- Egyéb kristályos fázisok
- Alkalmazások
- Hogyan történik ez?
- Fizikai és kémiai tulajdonságok
- Irodalom
A kálium-nitrát egy fémlúg, és a nitrát-oxoanion-kálium-háromszoros vegyület sója. Kémiai képlet KNO 3, ami azt jelenti, hogy egyes ionok K +, ott van egy ion NO 3 - kölcsönhatásban áll e. Ezért egy ionos só és az egyik az alkáli-nitrát (Lino 3, NaNO 3, RBNO 3…).
A KNO 3 erős oxidálószer a nitrát-anion jelenléte miatt. Vagyis a tartalékként szolgál a szilárd és vízmentes nitrát-ionok számára, ellentétben más vízben jól oldódó vagy nagyon higroszkópos sókkal. Ennek a vegyületnek számos tulajdonsága és felhasználása a nitrát-anionnak, nem pedig a kálium-kationnak tulajdonítható.
A tű alakú KNO 3 kristályokat a fenti ábra szemlélteti. A KNO 3 természetes forrása a Saltpeter vagy salpetre néven ismert sóska. Ezt az elemet kálium-nitrátnak vagy nitro-ásványnak is nevezik.
Száraz vagy sivatagi területeken található, valamint az üreges falakból származó virágzik. A KNO 3 másik fontos forrása a guano, a száraz környezetben élő állatok ürüléke.
Kémiai szerkezet
A felső képen a KNO 3 kristályszerkezete látható. A lila gömbök megfelelnek a K + -ionoknak, a vörös és a kék az oxigén- és a nitrogénatomoknak. A kristályszerkezet szobahőmérsékleten ortorombikus típusú.
A geometria a anion NO 3 - az, hogy a trigonális síkban történik, a oxigénatomok a csúcsai a háromszög, és a nitrogénatom a közepén. Ennek egy pozitív formális töltése van a nitrogénatomon, és két negatív formális töltése két oxigénatomon (1-2 = (-1)).
Ez a két negatív NO 3 töltés - delokalizálódik a három oxigénatom között, mindig megtartva a nitrogén pozitív töltését. Ennek a hatására az ionok a K + az üveg elkerül helyezkednek el, felett vagy alatt nitrogén-anionok NO 3 -.
Valójában a kép bemutatja, hogy a K + ionokat hogyan veszik körül az oxigénatomok, a vörös gömbök. Összegezve, ezek az interakciók felelősek a kristály elrendezésért.
Egyéb kristályos fázisok
Az olyan változók, mint a nyomás és a hőmérséklet módosíthatják ezeket az elrendezéseket, és a KNO 3 különböző szerkezeti fázisaiból származhatnak (I, II és III fázis). Például a II. Fázis a kép fázisa, míg az I. fázis (trigonális kristályszerkezettel) akkor képződik, amikor a kristályokat 129 ºC-ra melegítik.
A III. Fázis egy átmeneti szilárd anyag, amelyet az I. fázis hűtésével nyernek, és néhány tanulmány kimutatta, hogy néhány fontos fizikai tulajdonsággal rendelkezik, például a ferroelektromos tulajdonságokkal. Ebben a fázisban a kristály kálium- és nitrátrétegeket képez, amelyek valószínűleg érzékenyek az ionok közötti elektrosztatikus repulciókra.
A rétegek a fázis III NO 3 - anionok elveszít egy kicsit a sík (a háromszög görbék kissé), hogy lehetővé tegye ez az elrendezés, amely, abban az esetben, bármilyen mechanikus zavar, válik a szerkezet a fázis II.
Alkalmazások
A só nagy jelentőséggel bír, mivel sok emberi tevékenységben használják, amelyek az iparban, a mezőgazdaságban, az élelmiszerekben stb. Ezek a felhasználások magukban foglalják a következőket:
- Ételek, különösen a hús tartósítása. Annak gyanúja ellenére, hogy részt vesz a nitrozamin (rákkeltő anyag) képződésében, még mindig használják finomságokban.
- Műtrágya, mivel a kálium-nitrát biztosítja a növények három makroelemet: nitrogént és káliumot. A foszfor mellett ez az elem szükséges a növények fejlődéséhez. Vagyis ezen tápanyagok fontos és kezelhető tartaléka.
- Felgyorsítja az égést, és robbanást okozhat, ha az éghető anyag nagy mennyisége vagy finom eloszlása van (nagyobb felület, nagyobb reakcióképesség). Ezen felül ez a pisztoly egyik fő alkotóeleme.
- Megkönnyíti a csontok eltávolítását a levágott fákról. A nitrát biztosítja a gomba gombákhoz szükséges nitrogént a tuskófa elpusztításához.
- Beavatkozik a fogérzékenység csökkentésébe a fogkrémekbe történő beépítés révén, ami fokozza a fog fájdalmas érzéseinek a védelmét, amelyet hideg, hő, sav, édesség vagy kontakt okozhat.
- Vérnyomáscsökkentő hatással van az emberek vérnyomás-szabályozására. Ezt a hatást a nátrium kiválasztódásának változásával lehet elérni, vagy össze lehet kapcsolni. A kezelés során az ajánlott dózis 40-80 mEq / nap kálium. E tekintetben hangsúlyozzuk, hogy a kálium-nitrátnak vízhajtó hatása van.
Hogyan történik ez?
A nitrát nagy részét a sivatagi bányákban termelik Chilében. Különböző reakciókkal szintetizálható:
NH 4 NO 3 (aq) + KOH (aq) => NH 3 (aq) + KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
A kálium-nitrátot szintén előállítják, ha a salétromsavat kálium-hidroxiddal semlegesítik egy erősen exoterm reakció során.
KOH (aq) + HNO 3 (tömény) => KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Ipari méretekben a kálium-nitrát kettős kiszorításos reakcióval képződik.
NaNO 3 (aq) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO 3 (aq)
A KCl fő forrása az ásványi ásványból származik, nem pedig más ásványi anyagokból, például karnalitból vagy kainitből, amelyek szintén ionos magnéziumból állnak.
Fizikai és kémiai tulajdonságok
Szilárd állapotban lévő kálium-nitrát fehér por formájában vagy ortorombikus felépítésű kristályok formájában jelenik meg szobahőmérsékleten, trigonálisan 129 ºC-on. Molekulatömege 101,1032 g / mol, szagtalan és heves sós ízű.
Ionszerű tulajdonságai és a K + -ion szolvatációs képessége miatt a vízben nagyon jól oldódó vegyület (316-320 g / liter víz, 20 ° C-on).
A sűrűsége 2,1 g / cm 3 25 ° C-on Ez azt jelenti, hogy körülbelül kétszer olyan sűrű, mint a víz.
Olvadáspontjuk (334 ° C) és forró pontok (400 ° C) jelzik az ionos kötések közötti K + és a NO 3 -. Ezek azonban alacsonyak, mint más sóké, mivel a kristályrács energiája alacsonyabb az egyértékű ionoknál (azaz ± 1 töltéssel), és ezek mérete sem túl hasonló.
A forráspont (400 ºC) hőmérséklete közelében bomlik kálium-nitrit és molekuláris oxigén előállításához:
KNO 3 (s) => KNO 2 (s) + O 2 (g)
Irodalom
- Pubchem. (2018). Kálium-nitrát. Visszakeresve: 2018. április 12-én, a következő helyről: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (2017. szeptember 29.). Sóval vagy kálium-nitrát tények. Letöltve: 2018. április 12-én, a következő helyről: thinkco.com
- K. Nimmo és BW Lucas. (1972. május 22.). Az NO3 konformációja és orientációja α-fázisú kálium-nitrátban. Nature Physical Science 237, 61–63.
- Adam Rędzikowski. (2017. április 8.). Kálium-nitrát kristályok.. Letöltve: 2018. április 12-én, a következő helyről:
- Acta Cryst. (2009). A III. Fázisú kálium-nitrát növekedése és egykristályos finomítása, KNO 3. B65, 659-663.
- Marni Wolfe. (2017. október 03.). Kálium-nitrát kockázatok. Letöltve: 2018. április 12-én, a következő webhelyről: livestrong.com
- Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Az ásványi nitrát. Letöltve: 2018. április 12-én, a következő helyről: galleries.com