Azotan potasu (KNO3) Struktura, zastosowania, właściwości



The azotan potasu Jest to sól trójskładnikowa złożona z potasu, metalu alkalicznego i azotanu oksoanionu. Jego wzór chemiczny to KNO3, co oznacza, że ​​dla każdego jonu K+, jest jon NO3-- współdziałając z tym. Dlatego jest to sól jonowa i stanowi jeden z azotanów metali alkalicznych (LiNO3, NaNO3, RbNO3...).

KNO3 Jest silnym środkiem utleniającym dzięki obecności anionu azotanowego. Oznacza to, że działa jako zbiornik stałych azotanów i bezwodnych jonów, w przeciwieństwie do innych soli wysoce rozpuszczalnych w wodzie lub bardzo higroskopijnych. Wiele właściwości i zastosowań tego związku wynika z anionu azotanowego, a nie z kationu potasu.

Na powyższym obrazku przedstawiono kryształy KNO3 z kształtami igieł. Naturalne źródło KNO3 to saletra znana pod nazwami Saletra o salpetre, po angielsku Ten pierwiastek jest również znany jako azotan potasu lub minerał nitrowy.

Występuje na obszarach suchych lub pustynnych, a także na wykwitach jamistych ścian. Kolejne ważne źródło KNO3 to guano, odchody zwierząt zamieszkujących suche środowisko.

Indeks

  • 1 Struktura chemiczna
    • 1.1 Inne fazy krystaliczne
  • 2 zastosowania
  • 3 Jak to się robi??
  • 4 Właściwości fizyczne i chemiczne
  • 5 referencji

Struktura chemiczna

Struktura krystaliczna KNO jest przedstawiona na górnym obrazie3. Fioletowe kule odpowiadają jonom K+, podczas gdy czerwony i niebieski są odpowiednio atomami tlenu i azotu. Struktura krystaliczna jest rombowa w temperaturze pokojowej.

Geometria anionu NO3- jest to płaszczyzna trygonalna, z atomami tlenu w wierzchołkach trójkąta i atomem azotu w jego centrum. Ma dodatni ładunek formalny na atomie azotu i dwa ujemne ładunki formalne na dwóch atomach tlenu (1-2 = (-1)).

Te dwa ujemne opłaty NO3- są one delokalizowane pomiędzy trzema atomami tlenu, zawsze utrzymując dodatni ładunek w azocie. W konsekwencji powyższego, jony K-+ kryształu unikaj umieszczania tuż powyżej lub poniżej azotu anionów NO3-.

W rzeczywistości obraz pokazuje, jak jony K+ są otoczone atomami tlenu, czerwonymi kulami. Podsumowując, te interakcje są odpowiedzialne za układy krystaliczne.

Inne fazy krystaliczne

Zmienne takie jak ciśnienie i temperatura mogą modyfikować te układy i tworzyć różne fazy strukturalne dla KNO3 (fazy I, II i III). Na przykład faza II jest obrazem, podczas gdy faza I (z trygonalną strukturą krystaliczną) powstaje, gdy kryształy są ogrzewane do 129 ° C.

Faza III jest ciałem przejściowym otrzymanym z chłodzenia fazy I, a niektóre badania wykazały, że wykazuje ona pewne ważne właściwości fizyczne, takie jak ferroelektryczność. W tej fazie kryształ tworzy warstwy potasu i azotanów, potencjalnie wrażliwe na odpychanie elektrostatyczne między jonami.

W warstwach fazy III aniony NIE3- tracą trochę swojej planarności (krzywe trójkąta lekko), aby umożliwić to ustawienie, które przed jakimkolwiek zaburzeniem mechanicznym staje się strukturą fazy II.

Używa

Sól ma wielkie znaczenie, ponieważ jest wykorzystywana w wielu działaniach człowieka, które przejawiają się w przemyśle, rolnictwie, żywności itp. Wśród tych zastosowań wyróżnia się:

- Konserwacja żywności, zwłaszcza mięsa. Pomimo podejrzenia, że ​​bierze udział w tworzeniu nitrozoaminy (czynnik rakotwórczy), nadal jest stosowany w wędlinach.

- Nawóz, ponieważ azotan potasu zapewnia dwa z trzech makroskładników roślin: azot i potas. Wraz z fosforem pierwiastek ten jest niezbędny do rozwoju roślin. Oznacza to, że jest ważną i możliwą do opanowania rezerwą tych składników odżywczych.

- Przyspiesza spalanie, będąc w stanie wywołać eksplozje, jeśli materiał palny jest rozległy lub jest drobno podzielony (większa powierzchnia, większa reaktywność). Ponadto jest to jeden z głównych elementów prochu strzelniczego.

- Ułatwia usuwanie pni ściętych drzew. Azotany dostarczają niezbędnego azotu dla grzybów do niszczenia drewna pniaków.

- Wpływa na zmniejszenie wrażliwości zębów poprzez włączenie do środków do czyszczenia zębów, co zwiększa ochronę bolesnych odczuć zęba wytwarzanych przez zimno, ciepło, kwas, słodycze lub kontakt.

- Działa jako hipotensja w regulacji ciśnienia krwi u ludzi. Efekt ten zostanie podany lub powiązany ze zmianą wydalania sodu. Zalecana dawka w leczeniu wynosi 40-80 mEq na dobę potasu. W związku z tym należy zauważyć, że azotan potasu miałby działanie moczopędne.

Jak to się robi??

Większość azotanów jest produkowana w kopalniach pustyń w Chile. Może być syntetyzowany przez kilka reakcji:

NH4NIE3 (ac) + KOH (ac) => NH3 (ac) + KNO3 (ac) + H2O (l)

Azotan potasu jest również wytwarzany przez neutralizację kwasu azotowego wodorotlenkiem potasu w wysoce egzotermicznej reakcji.

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

Na skalę przemysłową azotan potasu jest wytwarzany w reakcji podwójnego przemieszczenia.

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

Głównym źródłem KCl jest minerał silvin, a nie inne minerały, takie jak karnalit lub kainit, które również składają się z jonowego magnezu.

Właściwości fizyczne i chemiczne

Azotan potasu w stanie stałym występuje w postaci białego proszku lub w postaci kryształów o strukturze ortomombowej w temperaturze pokojowej i trygonalnej w 129 ° C Ma masę cząsteczkową 101,1032 g / mol, jest bezwonny i ma ostry smak soli.

Jest to związek bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie (316-320 g / litr wody, w temperaturze 20 ° C), ze względu na jego jonowy charakter i łatwość cząsteczek wody do solwatacji jonu K+.

Jego gęstość wynosi 2,1 g / cm3 w 25 ° C Oznacza to, że jest około dwa razy gęstszy niż woda.

Jego temperatura topnienia (334 ° C) i temperatura wrzenia (400 ° C) wskazują na wiązania jonowe między K+ i NIE3-. Są one jednak niskie w porównaniu z innymi solami, ponieważ energia sieci krystalicznej jest niższa dla jonów jednowartościowych (tj. Z ładunkami ± 1), a także nie ma bardzo podobnych rozmiarów.

Rozkłada się w temperaturze zbliżonej do temperatury wrzenia (400 ° C), aby wytworzyć azotyn potasu i tlen cząsteczkowy:

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

Referencje

  1. Pubchem. (2018). Azotan potasu. Pobrane 12 kwietnia 2018 r. Z: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
  2. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29 września 2017). Fakty dotyczące saletry potasowej lub potasowej. Pobrano 12 kwietnia 2018 r. Z: thoughtco.com
  3. K. Nimmo i B. W. Lucas. (22 maja 1972 r.). Konformacja i orientacja NO3 w α-azotanie potasu. Nature Physical Science 237, 61-63.
  4. Adam Rędzikowski. (8 kwietnia 2017). Kryształy azotanu potasu. [Rysunek] Źródło: 12 kwietnia 2018 r., Https://commons.wikimedia.org
  5. Acta Cryst. (2009). Wzrost i rafinacja pojedynczego kryształu azotanu potasowego III fazy, KNO3. B65, 659-663.
  6. Marni Wolfe. (3 października 2017). Ryzyko azotanów potasu. Pobrane 12 kwietnia 2018 r. Z: livestrong.com
  7. Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Niter mineralny. Pobrane 12 kwietnia 2018 r. Z: galleries.com