- Struktura chemiczna
- Inne fazy krystaliczne
- Aplikacje
- Jak to jest zrobione?
- Fizyczne i chemiczne właściwości
- Bibliografia
Azotan potasu jest metalu alkalicznego i azotanu potasu oxoanion trójskładnikowy związek sól. Jego wzorem chemicznym jest KNO 3 , co oznacza, że dla każdego z jonów K + , nie jest jon NO 3 - interakcję z tym. Dlatego jest solą jonową i stanowi jeden z azotanów alkalicznych (LiNO 3 , NaNO 3 , RBNO 3 …).
KNO 3 jest silnym utleniaczem ze względu na obecność anionu azotanowego. Oznacza to, że działa jako rezerwa dla stałych i bezwodnych jonów azotanowych, w przeciwieństwie do innych dobrze rozpuszczalnych w wodzie lub silnie higroskopijnych soli. Wiele właściwości i zastosowań tego związku wynika raczej z anionu azotanowego, a nie z kationu potasu.
Kryształy KNO 3 z kształtami igieł pokazano na powyższym obrazku . Naturalnym źródłem KNO 3 jest saletra, znana w języku angielskim pod nazwą Saletra lub saletra. Ten pierwiastek jest również znany jako azotan potasu lub minerał nitro.
Występuje na obszarach suchych lub pustynnych, a także w wykwitach z przepastnych ścian. Innym ważnym źródłem KNO 3 jest guano, odchody zwierząt zamieszkujących suche środowiska.
Struktura chemiczna
Na górnym obrazku przedstawiona jest struktura krystaliczna KNO 3 . Fioletowe kule odpowiadają jonom K + , podczas gdy czerwone i niebieskie to odpowiednio atomy tlenu i azotu. Struktura krystaliczna jest typu rombowego w temperaturze pokojowej.
Geometria anionu NO 3 - jest płaszczyzną trygonalną, z atomami tlenu w wierzchołkach trójkąta i atomem azotu w środku. Ma jeden dodatni ładunek formalny na atomie azotu i dwa ujemne ładunki formalne na dwóch atomach tlenu (1-2 = (-1)).
Te dwa ujemne ładunki NO 3 - delokalizują się między trzema atomami tlenu, zawsze utrzymując dodatni ładunek azotu. Ponieważ w związku z tym, że jony K + w unika szkła umieszczone tuż nad lub pod anionów azotu NO 3 - .
W rzeczywistości obraz pokazuje, jak jony K + są otoczone atomami tlenu, czerwonymi kulkami. Podsumowując, te interakcje są odpowiedzialne za układy kryształów.
Inne fazy krystaliczne
Zmienne, takie jak ciśnienie i temperatura, mogą modyfikować te układy i powodować różne fazy strukturalne dla KNO 3 (fazy I, II i III). Na przykład faza II jest tą na obrazie, podczas gdy faza I (o trygonalnej strukturze krystalicznej) powstaje, gdy kryształy są podgrzewane do 129 ºC.
Faza III to przejściowa substancja stała, która jest otrzymywana z chłodzenia fazy I, a badania wykazały, że wykazuje pewne ważne właściwości fizyczne, takie jak ferroelektryczność. W tej fazie kryształ tworzy warstwy potasu i azotanów, prawdopodobnie wrażliwe na odpychanie elektrostatyczne między jonami.
W warstwach III fazy aniony NO 3 - tracą trochę swojej płaskości (trójkąt lekko się wygina), aby umożliwić taki układ, który w przypadku jakichkolwiek zakłóceń mechanicznych staje się strukturą fazy II.
Aplikacje
Sól ma ogromne znaczenie, ponieważ jest wykorzystywana w wielu działaniach człowieka, które przejawiają się w przemyśle, rolnictwie, żywności itp. Zastosowania te obejmują:
- Konserwacja żywności, zwłaszcza mięsa. Mimo podejrzeń, że bierze udział w tworzeniu się nitrozoaminy (czynnika rakotwórczego), nadal znajduje zastosowanie w delikatesach.
- Nawóz, ponieważ azotan potasu dostarcza roślinom dwóch z trzech makroskładników: azotu i potasu. Wraz z fosforem pierwiastek ten jest niezbędny do rozwoju roślin. Oznacza to, że jest to ważna i możliwa do zarządzania rezerwa tych składników odżywczych.
- Przyspiesza spalanie, będąc w stanie wywołać eksplozje, jeśli materiał palny jest rozległy lub jest drobno rozdrobniony (większa powierzchnia, większa reaktywność). Ponadto jest jednym z głównych składników prochu.
- Ułatwia usuwanie pni ze ściętych drzew. Azotan dostarcza azot potrzebny grzybom do niszczenia drewna pni.
- Interweniuje w redukcję wrażliwości zębów poprzez włączenie go do past do zębów, co zwiększa ochronę przed bolesnymi odczuciami zęba wywołanymi przez zimno, ciepło, kwas, słodycze czy kontakt.
- Interweniuje jako hipotensja w regulacji ciśnienia krwi u ludzi. Efekt ten byłby podawany lub powiązany ze zmianą wydalania sodu. Zalecana dawka w leczeniu to 40-80 mEq / dobę potasu. W związku z tym należy zauważyć, że azotan potasu miałby działanie moczopędne.
Jak to jest zrobione?
Większość azotanów jest produkowana w kopalniach na pustyniach w Chile. Można go syntetyzować w różnych reakcjach:
NH 4 NO 3 (aq) + KOH (aq) => NH 3 (aq) + KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Azotan potasu jest również wytwarzany poprzez neutralizację kwasu azotowego wodorotlenkiem potasu w wyniku silnie egzotermicznej reakcji.
KOH (aq) + HNO 3 (stęż.) => KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Na skalę przemysłową azotan potasu jest wytwarzany w wyniku podwójnej reakcji wypierania.
NaNO 3 (aq) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO 3 (aq)
Głównym źródłem KCl jest mineralny silvin, a nie inne minerały, takie jak karnalit czy kainit, które również składają się z jonowego magnezu.
Fizyczne i chemiczne właściwości
Azotan potasu w stanie stałym pojawia się jako biały proszek lub w postaci kryształów o strukturze rombowej w temperaturze pokojowej i trygonalnym w temperaturze 129 ° C. Ma masę cząsteczkową 101,1032 g / mol, jest bezwonny i ma kwaśny, słony smak.
Jest to bardzo dobrze rozpuszczalny związek w wodzie (316-320 g / litr wody w temperaturze 20 ºC), ze względu na swój jonowy charakter i łatwość, z jaką cząsteczki wody mogą solwatować jon K + .
Jego gęstość wynosi 2,1 g / cm 3 w 25 ºC. Oznacza to, że jest około dwukrotnie gęstszy niż woda.
Ich temperatury topnienia (334 ºC) i wrzenia (400 ºC) wskazują na wiązania jonowe między K + i NO 3 - . Jednak są one niskie w porównaniu z innymi solami, ponieważ energia sieci krystalicznej jest niższa dla jonów jednowartościowych (to znaczy z ładunkami ± 1), a także nie mają bardzo podobnych rozmiarów.
Rozkłada się w temperaturze zbliżonej do temperatury wrzenia (400 ° C), tworząc azotyn potasu i tlen cząsteczkowy:
KNO 3 (s) => KNO 2 (s) + O 2 (g)
Bibliografia
- Pubchem. (2018). Azotan potasu. Pobrane 12 kwietnia 2018 z: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
- Dr Anne Marie Helmenstine (29 września 2017). Fakty dotyczące saletry lub azotanu potasu. Pobrane 12 kwietnia 2018 r.Z: thinkco.com
- K. Nimmo i BW Lucas. (22 maja 1972). Konformacja i orientacja NO3 w azotanie potasu w fazie α. Nature Physical Science 237, 61–63.
- Adam Rędzikowski. (8 kwietnia 2017). Kryształy azotanu potasu. . Pobrane 12 kwietnia 2018 z: https://commons.wikimedia.org
- Acta Cryst. (2009). Wzrost i rafinacja monokryształów III fazy azotanu potasu, KNO 3 . B65, 659-663.
- Marni Wolfe. (03 października 2017). Ryzyko związane z azotanem potasu. Pobrane 12 kwietnia 2018 z: livestrong.com
- Amethyst Galleries, Inc. (1995–2014). Saletra mineralna. Pobrane 12 kwietnia 2018 r.Z: galleries.com