- Kemična zgradba
- Druge kristalne faze
- Prijave
- Kako je to storjeno?
- Fizikalne in kemijske lastnosti
- Reference
Kalijev nitrat kovina alkalijske in nitrat oxoanion kalijeva ternarna spojina sol. Njena kemična formula je KNO 3 , kar pomeni, da za vsako ionov K + , da je ionski NO 3 - interakcijo s tem. Zato je ionska sol in tvori enega izmed alkalijskega nitrata (LiNO 3 , NaNO 3 , RBNO 3 …).
KNO 3 je močno oksidacijsko sredstvo zaradi prisotnosti nitratnega aniona. To pomeni, da deluje kot rezerva za trdne in brezvodne nitratne ione, za razliko od drugih zelo vodotopnih ali visoko higroskopskih soli. Mnoge lastnosti in uporabe te spojine so posledica nitratnega aniona, ne pa kalijevega kationa.
Kristali KNO 3 z oblikami igel so prikazani na zgornji sliki . Naravni vir KNO 3 je solnica, ki je v angleščini znana po imenih Saltpeter ali salpetre. Ta element je znan tudi kot kalijev nitrat ali nitro mineral.
Najdemo ga v sušnih ali puščavskih območjih, pa tudi izluščenosti iz kavernoznih sten. Drug pomemben vir KNO 3 je gvano, iztrebki živali, ki naseljujejo suho okolje.
Kemična zgradba
Na zgornji sliki je predstavljena kristalna struktura KNO 3 . Vijolične krogle ustrezajo ionom K + , rdeča in modra pa kisikova in dušikova atoma. Kristalna struktura je ortorhombičnega tipa pri sobni temperaturi.
Geometrija aniona NO 3 - je trigonalna ravnina z atomi kisika v zgornjem delu trikotnika in atomom dušika v središču. Ima en pozitiven formalni naboj na atomu dušika in dva negativna formalna naboja na dveh atomih kisika (1-2 = (-1)).
Ta dva negativna naboja NO 3 - delokalizirata med tremi atomi kisika in vedno ohranjata pozitiven naboj na dušiku. Ker je posledica tega, da ionov K + v steklu izogiba pozicioniran tik nad ali pod dušikom anionov NO 3 - .
Slika dejansko prikazuje, kako so ioni K + obkroženi z atomi kisika, rdečimi sferami. Za zaključek so te interakcije odgovorne za ureditev kristalov.
Druge kristalne faze
Spremenljivke, kot so tlak in temperatura, lahko spremenijo to ureditev in izvirajo iz različnih strukturnih faz za KNO 3 (faze I, II in III). Na primer, faza II je slika, medtem ko se faza I (s trikotno kristalno strukturo) tvori, ko se kristali segrejejo do 129 ° C.
Faza III je prehodna trdna snov, ki jo dobimo pri hlajenju faze I, nekatere raziskave pa so pokazale, da ima nekatere pomembne fizikalne lastnosti, na primer feroelektričnost. V tej fazi kristal tvori plasti kalija in nitratov, morda občutljive na elektrostatične odbojnosti med ioni.
V plasti faze III, NO 3 - anioni izgubi malo svojega planarnostjo (trikotnik upogne rahlo), da se omogoči ta ureditev, ki v primeru kakršnega koli mehanskih motenj, postane strukturo faza II.
Prijave
Sol je velikega pomena, saj se uporablja pri številnih človeških dejavnostih, ki se kažejo v industriji, kmetijstvu, prehrani itd. Te uporabe vključujejo naslednje:
- Konzerviranje hrane, zlasti mesa. Kljub sumu, da sodeluje pri tvorbi nitrozamina (rakotvornega sredstva), se še vedno uporablja v delikatesnih izdelkih.
- Gnojilo, ker kalijev nitrat zagotavlja dva od treh makrohranil v rastlinah: dušik in kalij. Skupaj s fosforjem je ta element potreben za razvoj rastlin. To je pomembna in obvladljiva zaloga teh hranil.
- Pospeši izgorevanje in lahko povzroči eksplozije, če je vnetljiv material velik ali če je fino razdeljen (večja površina, večja reaktivnost). Poleg tega je eden glavnih sestavnih delov smodnika.
- Olajša odstranjevanje panj z podrtega drevja. Nitrat oskrbuje z dušikom, potrebnim glivam, da uničijo panjev les.
- Vmešava se v zmanjšanje občutljivosti zob z vgradnjo v zobne paste, kar poveča zaščito pred bolečimi občutki zoba, ki nastanejo zaradi mraza, vročine, kisline, sladkarij ali stika.
- Vmešava se kot hipotenzivno sredstvo pri uravnavanju krvnega tlaka pri ljudeh. Ta učinek bi bil povezan ali povezan s spremembo izločanja natrija. Priporočen odmerek pri zdravljenju je 40-80 mEq / dan kalija. V zvezi s tem je poudarjeno, da bi imel kalijev nitrat diuretično delovanje.
Kako je to storjeno?
Večina nitrata se proizvaja v rudnikih puščav v Čilu. Lahko je sintetiziran z različnimi reakcijami:
NH 4 NO 3 (aq) + KOH (aq) => NH 3 (aq) + KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Kalijev nitrat nastaja tudi z nevtralizacijo dušikove kisline s kalijevim hidroksidom v visoko eksotermični reakciji.
KOH (aq) + HNO 3 (konc) => KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
V industrijskem merilu nastane kalijev nitrat z reakcijo dvojnega premika.
NaNO 3 (aq) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO 3 (aq)
Glavni vir KCl je iz minerala silvin, ne pa iz drugih mineralov, kot sta karnalit ali kainit, ki so prav tako sestavljeni iz ionskega magnezija.
Fizikalne in kemijske lastnosti
Kalijev nitrat v trdnem stanju se pojavlja kot bel prah ali v obliki kristalov z ortorombično strukturo pri sobni temperaturi in trigonalnim pri 129 ° C. Ima molekulsko maso 101,1032 g / mol, je brez vonja in ima oster solni okus.
Je spojina, ki je zelo topna v vodi (316–320 g / liter vode pri 20 ° C) zaradi svoje ionske narave in lahkotnosti, ki jo morajo molekule vode solvati K + ion .
Njegova gostota je 2,1 g / cm 3 pri 25 ° C. To pomeni, da je približno dvakrat gosta od vode.
Njihova tališča (334 ° C) in vrelišča (400 ° C) kažejo ionske vezi med K + in NO 3 - . Vendar so v primerjavi z energijo drugih soli nizke, saj je energija kristalne rešetke pri monovalentnih ionih (to je z ± 1 naboji) nižja, prav tako pa nimajo zelo podobnih velikosti.
Razpade pri temperaturi blizu vrelišča (400 ºC), da nastane kalijev nitrit in molekularni kisik:
KNO 3 (s) => KNO 2 (s) + O 2 (g)
Reference
- Pubchem. (2018). Kalijev nitrat. Pridobljeno 12. aprila 2018 iz: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
- Anne Marie Helmenstine, dr. (29. september 2017). Dejstva o solinarju ali kalijevem nitratu. Pridobljeno 12. aprila 2018, z: thinkco.com
- K. Nimmo & BW Lucas. (22. maj 1972). Konformacija in orientacija NO3 v α-faznem kalijevem nitratu. Fizika narave 237, 61–63.
- Adam Rędzikowski. (8. april 2017). Kristali kalijevega nitrata. . Pridobljeno 12. aprila 2018 z: https://commons.wikimedia.org
- Acta Cryst. (2009). Rast in monokristalno rafiniranje kalijevega nitrata faze III, KNO 3 . B65, 659-663.
- Marni Wolfe. (03.10.2017). Tveganja kalijevega nitrata. Pridobljeno 12. aprila 2018 z: livestrong.com
- Amethyst Galleries, Inc. (1995–2014). Mineralni niter. Pridobljeno 12. aprila 2018 z: galleries.com