Potasyum nitrat , bir metal, alkali ve nitrat oxoanion potasyum üçlü bileşik bir tuzdur. Kimyasal formülü KNO olan 3 iyonların her K için bu araçlar, + , var olan bir iyon NO 3 - bu etkileşim. Bu nedenle, bu (muşamba bir iyonik tuzu, alkali nitrat birini teşkil 3 , NaNO 3 , RBNO 3 …).
KNO 3 , nitrat anyonunun varlığından dolayı güçlü bir oksitleyici ajandır. Diğer bir deyişle, diğer yüksek oranda suda çözünür veya yüksek oranda higroskopik tuzların aksine katı ve susuz nitrat iyonları için bir rezerv olarak işlev görür. Bu bileşiğin birçok özelliği ve kullanımı, potasyum katyonundan ziyade nitrat anyonundan kaynaklanmaktadır.
İğne şekilli KNO 3 kristalleri yukarıdaki resimde gösterilmektedir . KNO 3'ün doğal kaynağı, İngilizce olarak Saltpeter veya salpetre adlarıyla bilinen güherçiledir. Bu element aynı zamanda potas nitrat veya nitro mineral olarak da bilinir.
Kurak veya çöl alanlarında ve ayrıca mağara duvarlarından çiçeklenmede bulunur. KNO 3'ün bir diğer önemli kaynağı da kuru ortamlarda yaşayan hayvanların dışkısı olan guanodur.
Kimyasal yapı
Üstteki resimde KNO 3'ün kristal yapısı temsil edilmektedir . Mor küreler K + iyonlarına karşılık gelirken, kırmızı ve mavi küreler sırasıyla oksijen ve nitrojen atomlarıdır. Kristal yapı, oda sıcaklığında ortorombik tiptedir.
Anyon NO geometrisi 3 - üçgenin oksijen atomu, ve merkezinde azot atomu ile birlikte, bir köşeli düzleme sahiptir. Nitrojen atomu üzerinde bir pozitif biçimsel yükü ve iki oksijen atomu üzerinde iki negatif biçimsel yükü vardır (1-2 = (-1)).
Bu iki negatif NO 3 yükü - her zaman nitrojen üzerindeki pozitif yükü koruyarak üç oksijen atomu arasında yer değiştirir. Olarak bir Bunun sonucunda, iyonlar K + cam kaçınmak biraz üzerinde ya da azot anyonları altında hiçbir konuma 3 - .
Aslında görüntü, K + iyonlarının oksijen atomları, kırmızı küreler tarafından nasıl çevrildiğini gösteriyor. Sonuç olarak, bu etkileşimler kristal düzenlemelerden sorumludur.
Diğer kristal fazlar
Basınç ve sıcaklık gibi değişkenler, bu düzenlemeleri değiştirebilir ve KNO 3 için farklı yapısal fazları (faz I, II ve III) başlatabilir . Örneğin, faz II görüntününki iken, faz I (üç köşeli kristal yapılı) kristaller 129 ºC'ye kadar ısıtıldığında oluşur.
Faz III, faz I soğutmasından elde edilen bir geçiş katısıdır ve çalışmalar, ferroelektriklik gibi bazı önemli fiziksel özellikler sergilediğini göstermiştir. Bu aşamada kristal, muhtemelen iyonlar arasındaki elektrostatik itmelere duyarlı olan potasyum ve nitrat katmanları oluşturur.
Faz III katmanlarında, NO 3 - anyonlar , herhangi bir mekanik bozulma durumunda faz II yapısı haline gelen bu düzenlemeye izin vermek için düzlemselliklerini biraz kaybeder (üçgen hafifçe bükülür).
Uygulamalar
Tuz, sanayide, tarımda, gıdada vb. Tezahür eden pek çok insan faaliyetinde kullanıldığı için büyük önem taşımaktadır. Bu kullanımlar şunları içerir:
- Gıdaların, özellikle etin korunması. Nitrozamin (kanserojen bir ajan) oluşumunda rol oynadığı şüphesine rağmen, hala şarküterilerde kullanılmaktadır.
- Gübre, çünkü potasyum nitrat bitkilerdeki üç makro besleyiciden ikisini sağlar: nitrojen ve potasyum. Fosforla birlikte bu element bitkilerin gelişmesi için gereklidir. Yani bu besin maddelerinin önemli ve yönetilebilir bir rezervidir.
- Yanıcı malzeme genişse veya ince bölünmüşse (daha büyük yüzey alanı, daha fazla reaktivite) patlamalar oluşturarak yanmayı hızlandırır. Ayrıca barutun ana bileşenlerinden biridir.
- Kesilen ağaçlardan köklerin alınmasını kolaylaştırır. Nitrat, mantarlar için güdük odunu yok etmek için gereken azotu sağlar.
- Diş macunlarına katılarak diş hassasiyetinin azalmasına müdahale eder; soğuk, ısı, asit, tatlılar veya temas ile oluşan dişin ağrılı hislerinin korunmasını arttırır.
- İnsanlarda kan basıncının düzenlenmesine hipotansif olarak müdahale eder. Bu etki verilebilir veya sodyum atılımındaki bir değişiklikle bağlantılı olabilir. Tedavide önerilen doz 40-80 mEq / gün potasyumdur. Bu bağlamda, potasyum nitratın idrar söktürücü bir etkiye sahip olacağına işaret edilmektedir.
Nasıl oldu?
Nitratın çoğu Şili'deki çöllerin madenlerinde üretiliyor. Çeşitli reaksiyonlarla sentezlenebilir:
NH 4 NO 3 (sulu) + KOH (sulu) => NH 3 (sulu) + KNO 3 (sulu) + H 2 O (l)
Potasyum nitrat ayrıca nitrik asidin potasyum hidroksit ile oldukça ekzotermik bir reaksiyonda nötralize edilmesiyle üretilir.
KOH (sulu) + HNO 3 (konsantre) => KNO 3 (sulu) + H 2 O (I)
Endüstriyel ölçekte, potasyum nitrat, çift yer değiştirme reaksiyonu ile üretilir.
NaNO 3 (aq) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO 3 (aq)
KCl'nin ana kaynağı, aynı zamanda iyonik magnezyumdan oluşan karnalit veya cainit gibi diğer minerallerden değil, mineral silvin'den gelir.
Fiziksel ve kimyasal özellikler
Katı haldeki potasyum nitrat, beyaz bir toz olarak veya oda sıcaklığında ortorombik yapıya sahip kristaller formunda ve 129 C'de trigonal olarak görünür. 101.1032 g / mol moleküler ağırlığa sahiptir, kokusuzdur ve buruk tuzlu tada sahiptir.
İyonik yapısı ve su moleküllerinin K + iyonunu çözme kolaylığı nedeniyle suda (316-320 g / litre su, 20 C'de) çok çözünür bir bileşiktir .
Yoğunluğu 2.1 g / cm 3 25 ° ° C. Bu, sudan yaklaşık iki kat daha yoğun olduğu anlamına gelir.
Erime noktaları (334 ºC) ve kaynama noktaları (400 ºC), K + ve NO 3 - arasındaki iyonik bağların göstergesidir . Bununla birlikte, diğer tuzlara kıyasla düşüktürler, çünkü kristal örgü enerjisi tek değerlikli iyonlar için daha düşüktür (yani, ± 1 yüklerle) ve aynı zamanda çok benzer boyutlara sahip değildirler.
Potasyum nitrit ve moleküler oksijen üretmek için kaynama noktasına (400ºC) yakın bir sıcaklıkta ayrışır:
KNO 3 (s) => KNO 2 (s) + O 2 (g)
Referanslar
- Pubchem. (2018). Potasyum nitrat. 12 Nisan 2018'de pubchem.ncbi.nlm.nik.gov adresinden alındı
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29 Eylül 2017). Güherçile veya Potasyum Nitrat Gerçekler. 12 Nisan 2018'de, düşünceco.com adresinden alındı.
- K. Nimmo ve BW Lucas. (22 Mayıs 1972). Α-Fazlı Potasyum Nitratta NO3'ün Konformasyonu ve Oryantasyonu. Nature Physical Science 237, 61–63.
- Adam Rędzikowski. (8 Nisan 2017). Potasyum nitrat kristalleri. . 12 Nisan 2018'de https://commons.wikimedia.org adresinden alındı.
- Açta Cryst. (2009). Faz-III potasyum nitrat, KNO 3'ün büyümesi ve tek kristal arıtması . B65, 659-663.
- Marni Wolfe. (3 Ekim 2017). Potasyum Nitrat Riskleri. 12 Nisan 2018'de, livestrong.com adresinden alındı.
- Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Mineral niter. Galeriler.com'dan 12 Nisan 2018'de alındı