КАЛИЈУМ НИТРАТ (КНО3): СТРУКТУРА, УПОТРЕБЕ, СВОЈСТВА - ХЕМИЈА - 2025

Калијум нитрат метала алкални, и нитрат окоанион калијумова тернари једињење со. Његова хемијска формула је КНО ₃ , што значи да за сваки јон К ⁺ , постоји се јон НО ₃ ^- интеракцији са овим. Стога је јонска со и чини један од алкалног нитрата (ЛиНО ₃ , НаНО ₃ , РБНО ₃ …).

КНО ₃ је снажно оксидационо средство услед присуства нитратног аниона. Односно, делује као резерва за чврсте и безводне нитратне јоне, за разлику од других високо растворљивих у води или високо хигроскопних соли. Многа својства и употребе овог једињења су последица нитратног аниона, а не калијум-катиона.

КНО ₃ кристали са иглама су приказани на горњој слици . Природни извор КНО ₃ је соља , позната по називима Салтпетер или салпетре, на енглеском језику. Овај елемент је такође познат као калијев нитрат или нитро минерал.

Налази се у сушним или пустињским пределима, као и у преливу из кавернозних зидова. Други важан извор КНО ₃ је гвано , измет животиња које насељавају суву средину.

Хемијска структура

На горњој слици представљена је кристална структура КНО ₃ . Љубичаста сфера одговара К ⁺ јонима , док црвена и плава представљају атоме кисеоника и азота. Кристална структура је орторхомбичног типа на собној температури.

Геометрија аниона НО ₃ ^- је тригонална равнина, са атомима кисеоника у врховима троугла, а атомом азота у његовом центру. Има једно позитивно формално наелектрисање на атому азота и два негативна формална набоја на два атома кисеоника (1-2 = (-1)).

Ова два негативна набоја НО ₃ ^- делокализују се између три атома кисеоника, задржавајући увек позитиван набој на азоту. Као је резултат овога, јони К ⁺ у стакленој избегавају позиционирана нешто више или под азотом ањона НО ₃ ^- .

У ствари, слика показује како су К ⁺ јони окружени атомима кисеоника, црвеним сферама. Закључно, ове интеракције су одговорне за аранжмане кристала.

Остале кристалне фазе

Променљиве као што су притисак и температура могу модификовати ове аранжмане и порекнути из различитих структурних фаза за КНО ₃ (фазе И, ИИ и ИИИ). На пример, фаза ИИ је слика, док се фаза И (са трокутном кристалном структуром) формира када се кристали загреју до 129 ° Ц.

Фаза ИИИ је прелазна чврста супстанца која се добија након хлађења фазе И, а нека истраживања показују да показује нека значајна физичка својства, као што је фероелектричност. У овој фази кристал формира слојеве калијума и нитрата, вероватно осетљиви на електростатичко одбијање између јона.

У слојевима фазе ИИИ, НО ₃ ^{- ањони} изгубити нешто своје планарности (троугао кривине благо) да би овај аранжман, што у случају механичких сметњи, постаје ИИ фази структуру.

Апликације

Со је од великог значаја, јер се користи у многим људским активностима, које се манифестују у индустрији, пољопривреди, храни и сл. Ове употребе укључују следеће:

- Конзервирање хране, посебно меса. Упркос сумњи да је укључен у стварање нитрозамина (канцерогени агенс), и даље се користи у деликатесима.

- Гнојиво, јер калијум нитрат пружа два од три макрохрањива у биљкама: азот и калијум. Упоредо са фосфором, овај елемент је неопходан за развој биљака. То је, важна и управљива резерва ових хранљивих састојака.

- Убрзава сагоревање, у стању је да произведе експлозије ако је запаљиви материјал велики или ако је фино подељен (већа површина, већа реактивност). Уз то, једна је од главних компоненти барута.

- Олакшава уклањање пањева са оборених стабала. Нитрат снабдева азотом потребним гљивама да униште дрво пањева.

- Он интервенише у смањењу зубне осетљивости уградњом у пасте за зубе, што повећава заштиту од болних сензација зуба насталих хладноћом, врућином, киселинама, слаткишима или контактом.

- интервенише као хипотензивна средства у регулацији крвног притиска код људи. Овај ефекат би био дат или повезан са променом излучивања натријума. Препоручена доза за лечење је 40-80 мЕк калијума дневно. С тим у вези, истиче се да би калијум нитрат имао диуретичко деловање.

Како се то ради?

Већина нитрата се производи у рудницима пустиња у Чилеу. Може се синтетизовати различитим реакцијама:

НХ ₄ НО ₃ (ак) + КОХ (ак) => НХ ₃ (ак) + КНО ₃ (ак) + Х ₂ О (л)

Калијум нитрат се такође производи неутрализацијом азотне киселине калијум хидроксидом у високо егзотермној реакцији.

КОХ (ак) + ХНО ₃ (конц) => КНО ₃ (ак) + Х ₂ О (л)

На индустријском нивоу, калијум нитрат настаје реакцијом двоструког премештања.

НаНО ₃ (ак) + КЦл (ак) => НаЦл (ак) + КНО ₃ (ак)

Главни извор КЦл је из минералног силвина, а не из других минерала попут карналита или каинита, који су такође састављени од јонског магнезијума.

Физичка и хемијска својства

Калијум нитрат у чврстом стању се појављује као бели прах или у облику кристала са орторомбичном структуром на собној температури, а тригоналним на 129 ° Ц. Има молекулску масу од 101,1032 г / мол, нема мириса и има кисели слани укус.

То је веома растворљиво једињење у води (316-320 г / литра воде, на 20 ° Ц), због своје јонске природе и лакоће коју молекули воде морају да растварају К ⁺ јон .

Густина му је 2,1 г / цм ³ на 25 ° Ц. То значи да је приближно двоструко гушћа од воде.

Њихове тачке топљења (334 ºЦ) и тачке кључања (400 ° Ц) су индикативне јонске везе између К ⁺ и НО ₃ ^- . Међутим, оне су ниске у поређењу с онима других соли, јер је кристална енергија решетке мања за моновалентне јоне (то јест, са набојима ± 1), а такође немају врло сличне величине.

Разлаже се на температури блиској тачки кључања (400 ºЦ) да би се добио калијум нитрит и молекуларни кисеоник:

КНО ₃ (с) => КНО ₂ (с) + О ₂ (г)

Референце

1. Пубцхем. (2018). Калијум нитрат. Преузето 12. априла 2018. године са: пубцхем.нцби.нлм.ник.гов
2. Др Анне Марие Хелменстине (29. септембра 2017.). Чињенице соли и калијум нитрата. Преузето 12. априла 2018. године са: тхинкцо.цом
3. К. Ниммо и БВ Луцас. (22. мај 1972.). Конформација и оријентација НО3 у а-фазном калијум нитрату. Природа, физичка наука 237, 61–63.
4. Адам Редзиковски. (8. април 2017.). Кристали калијум нитрата. . Преузето 12. априла 2018. године са: хттпс://цоммонс.викимедиа.орг
5. Ацта Црист. (2009). Раст и рафинирање монокристала калијум нитрата фазе ИИИ, КНО ₃ . Б65, 659-663.
6. Марни Волфе. (03.10.2017). Ризици калијум нитрата. Преузето 12. априла 2018. године са: ливестронг.цом
7. (1995-2014) Аметхист Галлериес, Инц. Минерална нитра. Преузето 12. априла 2018. године са: галлериес.цом