- Ķīmiskā struktūra
- Citas kristāliskās fāzes
- Lietojumprogrammas
- Kā tas tiek darīts?
- Fizikālās un ķīmiskās īpašības
- Atsauces
Kālija nitrāts ir metāla sārmu, un nitrāts oxoanion kālija trīskāršu savienojums sāls. Tā ķīmiskā formula ir KNO 3 , kas nozīmē, ka katram jonu K + , tur ir jonu NO 3 - mijiedarbojas ar to. Tāpēc tas ir jonu sāls un veido vienu no sārmu nitrātiem (LiNO 3 , NaNO 3 , RBNO 3 …).
KNO 3 ir spēcīgs oksidētājs nitrātu anjona klātbūtnes dēļ. Tas ir, tas darbojas kā rezerve cietajiem un bezūdens nitrātu joniem, atšķirībā no citiem ūdenī labi šķīstošiem vai ļoti higroskopiskiem sāļiem. Daudzas šī savienojuma īpašības un pielietojumi ir saistīti ar nitrātu anjonu, nevis kālija katjonu.
KNO 3 kristāli ar adatas formām ir parādīti attēlā iepriekš . Dabīgais KNO 3 avots ir sālskābele, angliski pazīstama ar nosaukumiem Saltpeter vai salpetre. Šis elements ir pazīstams arī kā potaša nitrāts vai nitro minerāls.
Tas ir atrodams sausos vai tuksnešainos apgabalos, kā arī izdalījumi no kavernozām sienām. Vēl viens svarīgs KNO 3 avots ir guano, sausā vidē dzīvojošu dzīvnieku ekskrementi.
Ķīmiskā struktūra
Augšējā attēlā ir attēlota KNO 3 kristāla struktūra . Violetas sfēras atbilst K + joniem , bet sarkanā un zila ir attiecīgi skābekļa un slāpekļa atomi. Istabas temperatūrā kristāliskā struktūra ir ortorombiska tipa.
No anjons NO ģeometrija 3 - ir tas, ka no trigonālām plaknes, ar skābekļa atomiem pie trijstūra virsotnes, un slāpekļa atomu, pie tās centrā. Tam ir viens pozitīvs formālais lādiņš slāpekļa atomam un divi negatīvi formālie lādiņi diviem skābekļa atomiem (1-2 = (-1)).
Šie divi negatīvi maksājumiem NO 3 - mainīšanu starp trīs skābekļa atomiem, vienmēr saglabājot pozitīvu lādiņu par slāpekli. Kā ar rezultātā, joni K + , kas stikla izvairīties novietota tieši virs vai zem slāpekļa anjonu NO 3 - .
Faktiski attēls parāda, kā K + jonus ieskauj skābekļa atomi, sarkanās sfēras. Noslēgumā jāsaka, ka šīs mijiedarbības ir atbildīgas par kristālu izkārtojumiem.
Citas kristāliskās fāzes
Mainīgie lielumi, piemēram, spiediens un temperatūra, var mainīt šos izkārtojumus un radīt dažādas KNO 3 struktūras fāzes (I, II un III fāze). Piemēram, II fāze ir attēla fāze, savukārt I fāze (ar trigonālo kristālu struktūru) veidojas, kad kristālus silda līdz 129 ºC.
III fāze ir pārejas posma cieta viela, ko iegūst, atdzesējot I fāzi, un pētījumi rāda, ka tai piemīt dažas svarīgas fizikālās īpašības, piemēram, feroelektrība. Šajā fāzē kristāls veido kālija un nitrātu slāņus, kas, iespējams, ir jutīgi pret elektrostatisko atgrūšanos starp joniem.
III fāzes slāņos NO 3 - anjoni nedaudz zaudē savu plakanumu (trīsstūris nedaudz izliekas), lai pieļautu šo izvietojumu, kas jebkādu mehānisku traucējumu gadījumā kļūst par II fāzes struktūru.
Lietojumprogrammas
Sālim ir liela nozīme, jo to izmanto daudzās cilvēku darbībās, kas izpaužas rūpniecībā, lauksaimniecībā, pārtikā utt. Šajos lietojumos ietilpst:
- Pārtikas, īpaši gaļas, konservēšana. Neskatoties uz aizdomām, ka tas ir iesaistīts nitrozamīna (kancerogēns līdzeklis) veidošanā, to joprojām izmanto gardēžos.
- Mēslojums, jo kālija nitrāts nodrošina divus no trim augiem paredzētajiem makroelementiem: slāpekli un kāliju. Šis elements kopā ar fosforu ir nepieciešams augu attīstībai. Tas ir, tā ir svarīga un pārvaldāma šo barības vielu rezerve.
- Paātrina degšanu, spēja radīt sprādzienus, ja degošais materiāls ir plašs vai ja tas ir smalki sadalīts (lielāks virsmas laukums, lielāka reaģētspēja). Turklāt tas ir viens no galvenajiem šaujampulvera komponentiem.
- Atvieglo celmu noņemšanu no nocirstiem kokiem. Nitrāts piegādā slāpekli, kas nepieciešams sēnītēm, lai iznīcinātu celmu koku.
- Tas iejaucas zobu jutīguma mazināšanā, iestrādājot tos zobu pastās, kas palielina aizsardzību pret sāpīgajām zoba sajūtām, ko rada aukstums, karstums, skābe, saldumi vai kontakts.
- Tas darbojas kā hipotensīvs līdzeklis asinsspiediena regulēšanā cilvēkiem. Šis efekts tiks piešķirts vai savstarpēji saistīts ar nātrija ekskrēcijas izmaiņām. Ieteicamā deva ārstēšanā ir 40–80 mEq / dienā kālija. Šajā sakarā tiek norādīts, ka kālija nitrātam būtu diurētiska iedarbība.
Kā tas tiek darīts?
Lielākā daļa nitrātu tiek ražoti Čīles tuksnešu raktuvēs. To var sintezēt ar dažādām reakcijām:
NH 4 NO 3 (aq) + KOH (aq) => NH 3 (aq) + KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Kālija nitrātu iegūst arī, neitralizējot slāpekļskābi ar kālija hidroksīdu ļoti eksotermiskā reakcijā.
KOH (aq) + HNO 3 (conc) => KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Rūpnieciskā mērogā kālija nitrātu iegūst ar divkāršas pārvietošanas reakciju.
NaNO 3 (aq) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO 3 (aq)
Galvenais KCl avots ir minerāls silvīns, nevis citi minerāli, piemēram, karnalīts vai kainīts, kas arī sastāv no jonu magnija.
Fizikālās un ķīmiskās īpašības
Kālija nitrāts cietā stāvoklī parādās kā balts pulveris vai kristālu formā ar ortorombisku struktūru istabas temperatūrā un trigonāls 129 ºC temperatūrā. Tā molekulmasa ir 101,1032 g / mol, tā ir bez smaržas un ar kvēlu fizioloģisko garšu.
Tas ir ļoti labi šķīstošs savienojums ūdenī (316-320 g / litrā ūdens, 20 ° C temperatūrā), pateicoties tā joniskajam raksturam un ūdens molekulu vieglumam K + jonu solvācijā .
Tās blīvums 25 ºC temperatūrā ir 2,1 g / cm 3 . Tas nozīmē, ka tas ir aptuveni divreiz blīvāks nekā ūdens.
Viņu kušanas punkti (334 ºC) un viršanas punkti (400 ºC) norāda uz jonu saitēm starp K + un NO 3 - . Tomēr tie ir zemi, salīdzinot ar citiem sāļiem, jo monovalentiem joniem (tas ir, ar lādiņiem ± 1) kristāliskā režģa enerģija ir zemāka, un tiem arī nav ļoti līdzīgi izmēri.
Tas sadalās temperatūrā, kas ir tuvu viršanas temperatūrai (400 ° C), lai iegūtu kālija nitrītu un molekulāro skābekli:
KNO 3 (s) => KNO 2 (s) + O 2 (g)
Atsauces
- Pubchem. (2018). Kālija nitrāts. Saņemts 2018. gada 12. aprīlī no: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (2017. gada 29. septembris). Sālsūdens vai kālija nitrāta fakti. Saņemts 2018. gada 12. aprīlī no vietnes: domaco.com
- K. Nimmo & BW Lucas. (1972. gada 22. maijs). NO3 konformācija un orientācija α-fāzes kālija nitrātā. Dabas fizikas zinātne 237, 61–63.
- Adam Rędzikowski. (2017. gada 8. aprīlis). Kālija nitrāta kristāli. . Iegūts 2018. gada 12. aprīlī no: https://commons.wikimedia.org
- Acta kristāls. (2009). III fāzes kālija nitrāta augšana un monokristālu rafinēšana, KNO 3 . B65, 659-663.
- Marni Volfa. (2017. gada 03. oktobris). Kālija nitrāta riski. Iegūts 2018. gada 12. aprīlī no vietnes livestrong.com
- Ametists Galerijas, Inc. (1995. – 2014.). Minerālu nitrs. Iegūts 2018. gada 12. aprīlī no: galleries.com