Nitrat de potasiu este un metal alcalin, și nitrat de sare de potasiu compus oxoanion ternar. Formula sa chimică este KNO 3 , ceea ce înseamnă că , pentru fiecare ion K + , există este un ion de NO 3 - care interacționează cu aceasta. Prin urmare, este o sare ionică și constituie unul dintre nitrații alcalini (LiNO 3 , NaNO 3 , RBNO 3 …).
KNO 3 este un puternic agent oxidant datorită prezenței anionului nitrat. Adică funcționează ca rezervă pentru ionii de nitrați solizi și anhidri, spre deosebire de alte săruri puternic solubile în apă sau cu înaltă igroscopie. Multe dintre proprietățile și utilizările acestui compus se datorează anionului de nitrat, mai degrabă decât cationului de potasiu.
KNO 3 cristale cu forme de ac sunt ilustrate în imaginea de mai sus . Sursa naturală de KNO 3 este saltpeterul, cunoscut sub denumirile Saltpeter sau salpetre, în engleză. Acest element este cunoscut și sub numele de azotat de potasiu sau mineral nitro.
Se găsește în zonele aride sau deșertice, precum și eflorescența din pereții cavernoși. O altă sursă importantă de KNO 3 este guano, excremente de animale care locuiesc în medii uscate.
Structura chimică
În imaginea superioară este reprezentată structura cristalină a KNO 3 . Sferele violet corespund ionilor K + , în timp ce roșu și albastru sunt atomii de oxigen și, respectiv, azot. Structura cristalină este de tip ortoromb la temperatura camerei.
Geometria anionului NO 3 - este cea a unui plan trigonal, cu atomii de oxigen la vârfurile triunghiului și atomul de azot în centrul său. Are o încărcare formală pozitivă asupra atomului de azot și două sarcini formale negative pe doi atomi de oxigen (1-2 = (-1)).
Aceste două sarcini negative ale NO 3 - delocalizează între cei trei atomi de oxigen, menținând întotdeauna sarcina pozitivă pe azot. Ca un rezultat al acestui fapt, ionii K + din sticlă evită poziționat peste sau sub anioni de azot NO 3 - .
De fapt, imaginea demonstrează modul în care ionii K + sunt înconjurați de atomii de oxigen, sferele roșii. În concluzie, aceste interacțiuni sunt responsabile pentru aranjamentele de cristal.
Alte faze cristaline
Variabile precum presiunea și temperatura pot modifica aceste aranjamente și pot genera diferite faze structurale pentru KNO 3 (fazele I, II și III). De exemplu, faza II este cea a imaginii, în timp ce faza I (cu structură de cristal trigonal) este formată atunci când cristalele sunt încălzite până la 129 ºC.
Faza III este un solid de tranziție care este obținut din răcirea în faza I, iar studiile au arătat că prezintă unele proprietăți fizice importante, cum ar fi ferroelectricitatea. În această fază cristalul formează straturi de potasiu și nitrați, posibil sensibili la repulsiile electrostatice între ioni.
In straturile de fază III, NO 3 - anioni pierd putin din planeitatea lor (coturile triunghi ușor) , pentru a permite acestui aranjament, care, în cazul oricărei perturbări mecanice, devine structura de faza II.
Aplicații
Sarea este de mare importanță, deoarece este folosită în multe activități umane, care se manifestă în industrie, agricultură, alimentație etc. Aceste utilizări includ următoarele:
- Conservarea alimentelor, în special a cărnii. În ciuda suspiciunii că este implicat în formarea nitrosaminei (un agent cancerigen), acesta este încă utilizat în delicatese.
- Îngrășământ, deoarece azotatul de potasiu furnizează două dintre cele trei macronutrienți din plante: azot și potasiu. Alături de fosfor, acest element este necesar pentru dezvoltarea plantelor. Adică este o rezervă importantă și gestionabilă a acestor nutrienți.
- Accelerează combustia, fiind capabil să producă explozii dacă materialul combustibil este extins sau dacă este fin divizat (suprafață mai mare, reactivitate mai mare). În plus, este una dintre componentele principale ale prafului de pușcă.
- Facilită îndepărtarea butucilor din copaci tăiați. Nitratul furnizează azotul necesar ciupercilor pentru distrugerea lemnului butuc.
- Intervine în reducerea sensibilității dentare prin încorporarea sa în pastele de dinți, ceea ce crește protecția la senzațiile dureroase ale dintelui produse de frig, căldură, acid, dulciuri sau contact.
- Intervine ca hipotensiv în reglarea tensiunii arteriale la om. Acest efect ar fi dat sau interrelaționat cu o modificare a excreției de sodiu. Doza recomandată în tratament este de 40-80 mEq / zi de potasiu. În acest sens, se subliniază că azotatul de potasiu ar avea o acțiune diuretică.
Cum se face?
Cea mai mare parte a nitraților este produsă în minele deșerturilor din Chile. Poate fi sintetizat prin diferite reacții:
NH 4 NO 3 (aq) + KOH (aq) => NH 3 (aq) + KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Nitratul de potasiu este produs și prin neutralizarea acidului azotic cu hidroxid de potasiu într-o reacție extrem de exotermă.
KOH (aq) + HNO 3 (conc) => KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
La scară industrială, nitratul de potasiu este produs printr-o dublă reacție de deplasare.
NaNO 3 (aq) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO 3 (aq)
Sursa principală de KCl provine din mineralul silvin, și nu din alte minerale, cum ar fi carnalitul sau cainita, care sunt, de asemenea, compuse din magneziu ionic.
Proprietati fizice si chimice
Nitratul de potasiu în stare solidă apare sub formă de pulbere albă sau sub formă de cristale cu structură ortoromică la temperatura camerei și trigonal la 129 ºC. Are o greutate moleculară de 101.1032 g / mol, este inodor și are un gust salin acrid.
Este un compus foarte solubil în apă (316-320 g / litru de apă, la 20 ºC), datorită naturii sale ionice și ușurinței pe care moleculele de apă trebuie să le solveze ionul K + .
Densitatea este de 2,1 g / cm 3 la 25 ° C. Aceasta înseamnă că este aproximativ de două ori mai densă decât apa.
Punctele lor de topire (334 ºC) și punctele de fierbere (400 ºC) indică legăturile ionice dintre K + și NO 3 - . Cu toate acestea, acestea sunt scăzute în comparație cu cele ale altor săruri, deoarece energia cristalină a zăbrelei este mai mică pentru ionii monovalenți (adică cu sarcini ± 1) și, de asemenea, nu au dimensiuni foarte similare.
Se descompune la o temperatură apropiată de punctul de fierbere (400 ºC) pentru a produce nitrit de potasiu și oxigen molecular:
KNO 3 (s) => KNO 2 (s) + O 2 (g)
Referințe
- Extract. (2018). Azotat de potasiu. Preluat pe 12 aprilie 2018, de la: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
- Anne Marie Helmenstine, doctorat. (29 septembrie 2017). Fapte de salit sau nitrat de potasiu. Preluat pe 12 aprilie 2018, de pe: thinkco.com
- K. Nimmo & BW Lucas. (22 mai 1972). Conformarea și orientarea NO3 în nitratul de potasiu α-faza. Știința fizică a naturii 237, 61–63.
- Adam Rędzikowski. (8 aprilie 2017). Cristale de azotat de potasiu. . Preluat pe 12 aprilie 2018, de pe: https://commons.wikimedia.org
- Acta Cryst. (2009). Creșterea și rafinarea monocristalică a nitratului de potasiu din faza III, KNO 3 . B65, 659-663.
- Marni Wolfe. (03 octombrie 2017). Riscuri de azotat de potasiu. Preluat pe 12 aprilie 2018, de pe: livestrong.com
- Galeriile Amethyst, Inc. (1995-2014). Niterul mineral. Preluat pe 12 aprilie 2018, de pe: galerii.com