Kaliumnitrat (KNO3) Struktur, Anwendungen, Eigenschaften

Die Kaliumnitrat Es ist ein ternäres Salz, das aus Kalium, Alkalimetall und Oxoanionnitrat besteht. Seine chemische Formel ist KNO₃, was für jedes K-Ion bedeutet⁺Es gibt ein NO-Ion₃^-- damit interagieren. Daher ist es ein ionisches Salz und bildet eines der Alkalinitrate (LiNO)₃NaNO₃, RbNO₃… ).

Das KNO₃ Es ist ein starkes Oxidationsmittel aufgrund der Anwesenheit des Nitratanions. Das heißt, es fungiert im Gegensatz zu anderen hochgradig wasserlöslichen oder stark hygroskopischen Salzen als Reserve von festem Nitrat und wasserfreien Ionen. Viele der Eigenschaften und Verwendungen dieser Verbindung sind eher auf das Nitratanion als auf das Kaliumkation zurückzuführen.

Im obigen Bild sind KNO-Kristalle dargestellt₃ mit Nadelformen. Die natürliche Quelle von KNO₃ ist der Salpeter, bekannt unter den Namen Salpeter o Salpeter, auf Englisch. Dieses Element wird auch als Kaliumnitrat oder Nitromineral bezeichnet.

Es ist in trockenen oder Wüstengebieten, sowie Ausblühungen der Höhlenwände gefunden. Eine weitere wichtige Quelle von KNO₃ ist der Guano, Exkremente von Tieren, die trockene Umgebungen bewohnen.

Index

• 1 Chemische Struktur
  • 1.1 Andere kristalline Phasen
• 2 verwendet
• 3 Wie wird es gemacht?
• 4 Physikalische und chemische Eigenschaften
• 5 Referenzen

Chemische Struktur

Die Kristallstruktur des KNO ist im oberen Bild dargestellt₃. Die violetten Kugeln entsprechen den K-Ionen⁺, während die roten und blauen die Sauerstoff- bzw. Stickstoffatome sind. Die Kristallstruktur ist bei Raumtemperatur orthorhombisch.

Die Geometrie des NO-Anions₃^- ist das einer trigonalen Ebene, mit den Sauerstoffatomen an den Eckpunkten des Dreiecks und dem Stickstoffatom in seinem Zentrum. Es hat eine positive formale Ladung am Stickstoffatom und zwei negative formale Ladungen an zwei Sauerstoffatomen (1-2 = (-1)).

Diese zwei negativen Ladungen von NO₃^- sie sind unter den drei Sauerstoffatomen delokalisiert, wobei sie immer die positive Ladung am Stickstoff aufrechterhalten. Als eine Konsequenz des Obigen, die K-Ionen^-+ des Kristalls vermeiden, direkt über oder unter dem Stickstoff der Anionen NO zu platzieren₃^-.

In der Tat zeigt das Bild, wie die K-Ionen⁺ Sie sind umgeben von Sauerstoffatomen, roten Kugeln. Zusammenfassend sind diese Wechselwirkungen für die Kristallanordnungen verantwortlich.

Andere kristalline Phasen

Variablen wie Druck und Temperatur können diese Anordnungen modifizieren und verschiedene strukturelle Phasen für das KNO erzeugen₃ (Phasen I, II und III). Zum Beispiel ist Phase II die des Bildes, während Phase I (mit trigonaler Kristallstruktur) gebildet wird, wenn die Kristalle auf 129 ° C erhitzt werden.

Phase III ist ein Übergangsfeststoff, der aus dem Abkühlen von Phase I erhalten wurde, und einige Studien haben gezeigt, dass er einige wichtige physikalische Eigenschaften, wie Ferroelektrizität, aufweist. In dieser Phase bildet der Kristall Kalium- und Nitratschichten, die möglicherweise für elektrostatische Abstoßungen zwischen den Ionen empfindlich sind.

In den Schichten der Phase III sind die Anionen NICHT₃^- sie verlieren ein wenig von ihrer Planarität (das Dreieck krümmt sich leicht), um diese Anordnung zu ermöglichen, die vor jeder mechanischen Störung zur Struktur der Phase II wird.

Verwendet

Salz ist von großer Bedeutung, da es in vielen Tätigkeiten des Menschen verwendet wird, die sich in Industrie, Landwirtschaft, Nahrung usw. manifestieren. Zu diesen Anwendungen gehören die folgenden:

- Die Konservierung von Lebensmitteln, insbesondere Fleisch. Trotz des Verdachts, dass es an der Bildung von Nitrosamin (krebserregendem Agens) beteiligt ist, wird es immer noch in Charcuterie verwendet.

- Dünger, weil Kaliumnitrat zwei der drei Makronährstoffe der Pflanzen liefert: Stickstoff und Kalium. Zusammen mit Phosphor ist dieses Element für die Entwicklung von Pflanzen notwendig. Das heißt, es ist eine wichtige und überschaubare Reserve dieser Nährstoffe.

- Es beschleunigt die Verbrennung und kann Explosionen erzeugen, wenn das brennbare Material ausgedehnt oder fein verteilt ist (größere Oberfläche, größere Reaktivität). Darüber hinaus ist es eine der Hauptkomponenten von Schießpulver.

- Es erleichtert das Entfernen der Stümpfe der gefällten Bäume. Das Nitrat liefert den notwendigen Stickstoff für die Pilze, um das Holz der Stümpfe zu zerstören.

- Es greift in die Reduzierung der Zahnempfindlichkeit durch seine Einarbeitung in Zahnpasten ein, was den Schutz vor den schmerzhaften Empfindungen des Zahnes erhöht, die durch Kälte, Hitze, Säure, Süßigkeit oder Berührung erzeugt werden.

- Es wirkt als Hypotensor bei der Regulierung des Blutdrucks beim Menschen. Dieser Effekt wäre gegeben oder in Wechselbeziehung mit einer Veränderung der Natriumausscheidung. Die empfohlene Dosis bei der Behandlung beträgt 40-80 mÄq / Tag Kalium. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass Kaliumnitrat eine diuretische Wirkung haben würde.

Wie wird es gemacht?

Der größte Teil des Nitrats wird in den Wüstenminen in Chile produziert. Es kann durch mehrere Reaktionen synthetisiert werden:

NH₄NEIN₃ (ac) + KOH (ac) => NH₃ (ac) + KNO₃ (ac) + H₂O (l)

Kaliumnitrat wird auch durch Neutralisieren von Salpetersäure mit Kaliumhydroxid in einer stark exothermen Reaktion hergestellt.

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

Im industriellen Maßstab wird Kaliumnitrat durch eine doppelte Verdrängungsreaktion erzeugt.

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

Die Hauptquelle von KCl ist Silvin Mineral, und nicht andere Mineralien wie Carnallit oder Kainit, die auch aus ionischem Magnesium bestehen.

Physikalische und chemische Eigenschaften

Kaliumnitrat im festen Zustand liegt als weißes Pulver oder in Form von Kristallen orthohombischer Struktur bei Raumtemperatur und trigonal bei 129 ° C vor. Es hat ein Molekulargewicht von 101.1032 g / mol, ist geruchlos und hat einen sauren Salzgeschmack.

Es ist eine in Wasser sehr lösliche Verbindung (316-320 g / Liter Wasser bei 20 ºC), aufgrund seiner ionischen Natur und der Leichtigkeit, mit der Wassermoleküle Ion K solvatisieren⁺.

Seine Dichte beträgt 2,1 g / cm³ bei 25 ° C Das bedeutet, dass es ungefähr doppelt so dicht ist wie Wasser.

Sein Schmelzpunkt (334ºC) und der Siedepunkt (400ºC) zeigen die ionischen Bindungen zwischen K an⁺ und NEIN₃^-. Sie sind jedoch im Vergleich zu anderen Salzen niedrig, da die Kristallgitterenergie für einwertige Ionen (dh mit Ladungen ± 1) niedriger ist und auch Größen aufweist, die nicht sehr ähnlich sind.

Es zersetzt sich bei einer Temperatur in der Nähe des Siedepunkts (400 ºC), um Kaliumnitrit und molekularen Sauerstoff zu produzieren:

KNO₃(s) => KNO₂(s) + O₂(G)

Referenzen

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