The kalium nitrat ialah alkali logam, dan nitrat oxoanion kalium pertigaan garam kompaun. Formula kimianya adalah KNO 3 , yang bermaksud bahawa bagi setiap ion K + , terdapat adalah ion NO 3 - berinteraksi dengan ini. Oleh itu, ia adalah garam ionik dan merupakan salah satu alkali nitrat (LiNO 3 , NaNO 3 , RBNO 3 …).
KNO 3 adalah agen pengoksidaan yang kuat kerana adanya anion nitrat. Iaitu, ia berfungsi sebagai cadangan untuk ion nitrat pepejal dan anhidrat, tidak seperti garam larut air atau sangat hygroscopic lain. Sebilangan besar sifat dan kegunaan sebatian ini disebabkan oleh anion nitrat, bukannya kation kalium.
Kristal KNO 3 dengan bentuk jarum digambarkan dalam gambar di atas . Sumber semula jadi KNO 3 adalah saltpeter, yang dikenali dengan nama Saltpeter atau salpetre, dalam bahasa Inggeris. Unsur ini juga dikenali sebagai potash nitrat atau mineral nitro.
Ia dijumpai di kawasan gersang atau gurun, serta perbungaan dari dinding gua. Satu lagi sumber penting KNO 3 adalah guano, kotoran haiwan yang mendiami kawasan kering.
Struktur kimia
Pada gambar atas struktur kristal KNO 3 dilambangkan . Sfera ungu sesuai dengan ion K + , sedangkan merah dan biru masing-masing adalah atom oksigen dan nitrogen. Struktur kristal adalah jenis ortorhombik pada suhu bilik.
Geometri anion NO 3 - adalah satah segitiga, dengan atom oksigen di bucu segitiga, dan atom nitrogen di pusatnya. Ia mempunyai satu muatan formal positif pada atom nitrogen, dan dua cas formal negatif pada dua atom oksigen (1-2 = (-1)).
Kedua-dua cas negatif NO 3 - melepaskan antara tiga atom oksigen, sentiasa mengekalkan muatan positif pada nitrogen. Sebagai satu hasil daripada ini, ion K + dalam mengelakkan kaca diletakkan hanya atas atau di bawah anion nitrogen NO 3 - .
Sebenarnya, gambar menunjukkan bagaimana ion K + dikelilingi oleh atom oksigen, sfera merah. Kesimpulannya, interaksi ini bertanggungjawab untuk susunan kristal.
Fasa kristal lain
Pemboleh ubah seperti tekanan dan suhu dapat mengubah susunan ini dan menghasilkan fasa struktur yang berbeza untuk KNO 3 (fasa I, II dan III). Sebagai contoh, fasa II adalah gambar, sementara fasa I (dengan struktur kristal trigonal) terbentuk apabila kristal dipanaskan hingga 129 ºC.
Fasa III adalah pepejal peralihan yang diperoleh dari penyejukan fasa I, dan beberapa kajian menunjukkan bahawa ia menunjukkan beberapa sifat fizikal yang penting, seperti ferroelektrik. Pada fasa ini kristal membentuk lapisan kalium dan nitrat, mungkin sensitif terhadap tolakan elektrostatik antara ion.
Pada lapisan fasa III, anion NO 3 - anion kehilangan sedikit planariti mereka (segitiga membengkok sedikit) untuk membolehkan susunan ini, yang, sekiranya berlaku gangguan mekanikal, menjadi struktur fasa II.
Permohonan
Garam sangat penting kerana digunakan dalam banyak aktiviti manusia, yang ditunjukkan dalam industri, pertanian, makanan, dll. Penggunaan ini merangkumi yang berikut:
- Pemeliharaan makanan, terutama daging. Walaupun terdapat kecurigaan bahawa ia terlibat dalam pembentukan nitrosamin (agen karsinogenik), ia tetap digunakan dalam makanan ringan.
- Baja, kerana kalium nitrat memberikan dua daripada tiga makronutrien dalam tumbuhan: nitrogen dan kalium. Bersama dengan fosforus, elemen ini diperlukan untuk pengembangan tanaman. Iaitu, ia adalah simpanan nutrien yang penting dan terkawal.
- Mempercepat pembakaran, dapat menghasilkan letupan jika bahan yang mudah terbakar itu luas atau jika dibahagikan dengan halus (luas permukaan yang lebih besar, kereaktifan yang lebih besar). Di samping itu, ia adalah salah satu komponen utama mesiu.
- Memudahkan penyingkiran tunggul dari pokok yang ditebang. Nitrat membekalkan nitrogen yang diperlukan untuk kulat untuk memusnahkan kayu tunggul.
- Ia mengganggu pengurangan kepekaan gigi melalui penggabungan ubat gigi, yang meningkatkan perlindungan terhadap sensasi sakit pada gigi yang disebabkan oleh sejuk, panas, asid, gula-gula atau sentuhan.
- Ini campur tangan sebagai hipotensi dalam pengaturan tekanan darah pada manusia. Kesan ini akan diberikan atau saling berkaitan dengan perubahan perkumuhan natrium. Dos yang disyorkan dalam rawatan ialah 40-80 mEq / hari kalium. Dalam hal ini, diperhatikan bahawa kalium nitrat akan mempunyai tindakan diuretik.
Bagaimana ia dilakukan?
Sebilangan besar nitrat dihasilkan di lombong gurun di Chile. Ia boleh disintesis dengan pelbagai reaksi:
NH 4 NO 3 (aq) + KOH (aq) => NH 3 (aq) + KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Kalium nitrat juga dihasilkan dengan meneutralkan asid nitrat dengan kalium hidroksida dalam tindak balas yang sangat eksotermik.
KOH (aq) + HNO 3 (ringkas) => KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Pada skala industri, kalium nitrat dihasilkan oleh reaksi anjakan berganda.
NaNO 3 (aq) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO 3 (aq)
Sumber utama KCl adalah dari mineral silvin, dan bukan dari mineral lain seperti carnalite atau cainite, yang juga terdiri daripada magnesium ionik.
Sifat fizikal dan kimia
Kalium nitrat dalam keadaan pepejal muncul sebagai serbuk putih atau dalam bentuk kristal dengan struktur orthorhombik pada suhu bilik, dan trigonal pada suhu 129 ºC. Berat molekul 101.1032 g / mol, tidak berbau, dan mempunyai rasa masin yang tajam.
Ini adalah sebatian yang sangat larut dalam air (316-320 g / liter air, pada 20 ºC), kerana sifat ioniknya dan kemudahan molekul air untuk melarutkan ion K + .
Ketumpatannya ialah 2.1 g / cm 3 pada 25 ºC. Ini bererti kira-kira dua kali ganda lebih padat daripada air.
Titik lebur mereka (334 ºC) dan takat didih (400 ºC) menunjukkan ikatan ion antara K + dan NO 3 - . Walau bagaimanapun, ia rendah berbanding garam lain, kerana tenaga kisi kristal lebih rendah untuk ion monovalen (iaitu, dengan ± 1 cas), dan mereka juga tidak mempunyai ukuran yang sangat serupa.
Ia terurai pada suhu dekat dengan titik didih (400 ºC) untuk menghasilkan kalium nitrit dan oksigen molekul:
KNO 3 (s) => KNO 2 (s) + O 2 (g)
Rujukan
- Pubchem. (2018). Kalium Nitrat. Diakses pada 12 April 2018, dari: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29 September 2017). Fakta Saltpeter atau Kalium Nitrat Diakses pada 12 April 2018, dari: thinkco.com
- K. Nimmo & BW Lucas. (22 Mei 1972). Konformasi dan Orientasi NO3 dalam α-Fasa Kalium Nitrat. Sains Fizikal Alam 237, 61–63.
- Adam Rędzikowski. (8 April 2017). Kristal kalium nitrat. . Diakses pada 12 April 2018, dari: https://commons.wikimedia.org
- Acta Cryst. (2009). Pertumbuhan dan penyempurnaan kristal tunggal kalium nitrat fasa-III, KNO 3 . B65, 659-663.
- Marni Wolfe. (03 Oktober 2017). Risiko Kalium Nitrat. Diakses pada 12 April 2018, dari: livestrong.com
- Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Niter mineral. Diakses pada 12 April 2018, dari: galleries.com