โครงสร้างโพแทสเซียมไนเตรต (KNO3) การใช้ประโยชน์สมบัติ



โพแทสเซียมไนเตรต มันเป็นเกลือประกอบไปด้วยโพแทสเซียมโลหะอัลคาไลและ oxoanion ไนเตรต สูตรทางเคมีของมันคือ KNO3, ซึ่งหมายความว่าสำหรับทุก K ไอออน+, ไม่มีอิออน3-- มีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งนี้ ดังนั้นจึงเป็นเกลือไอออนิกและประกอบด้วยหนึ่งในด่างของไนเตรต (LiNO)3, นาโน3, RBNO3... ).

KNO3 เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงเนื่องจากมีไอออนไนเตรต กล่าวคือมันทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บของไนเตรทและไนเตรตไอออนที่เป็นของแข็งซึ่งแตกต่างจากเกลืออื่น ๆ ที่ละลายได้ในน้ำหรืออุ้มน้ำมาก คุณสมบัติและการใช้งานของสารประกอบนี้หลายอย่างเกิดจากไอออนไนเตรตมากกว่าไอออนบวกโพแทสเซียม.

ในภาพด้านบนผลึกของ KNO จะแสดงขึ้น3 ด้วยรูปร่างเข็ม แหล่งธรรมชาติของ KNO3 เป็นคนเอาเกลือที่รู้จักกันในชื่อ ดินประสิว หรือ salpetre, เป็นภาษาอังกฤษ องค์ประกอบนี้เรียกว่าโพแทสเซียมไนเตรตหรือแร่ไนโตร.

มันถูกพบในพื้นที่แห้งแล้งหรือทะเลทรายเช่นเดียวกับการออกดอกของผนังถ้ำ แหล่งข้อมูลสำคัญอื่นของ KNO3 เป็นขี้ค้างคาวสัตว์ที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่แห้ง.

ดัชนี

  • 1 โครงสร้างทางเคมี
    • 1.1 เฟสผลึกอื่น ๆ
  • 2 ใช้
  • 3 เป็นอย่างไรบ้าง??
  • 4 คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
  • 5 อ้างอิง

โครงสร้างทางเคมี

โครงสร้างผลึกของ KNO แสดงอยู่ในภาพด้านบน3. ทรงกลมสีม่วงตรงกับประจุ K+, ในขณะที่สีแดงและสีน้ำเงินเป็นอะตอมของออกซิเจนและไนโตรเจนตามลำดับ โครงสร้างผลึกเป็น orthorhombic ที่อุณหภูมิห้อง.

เรขาคณิตของประจุลบไม่มี3- เป็นระนาบตรีโกณมิติโดยมีอะตอมออกซิเจนที่จุดยอดของรูปสามเหลี่ยมและอะตอมไนโตรเจนที่อยู่ตรงกลาง มันมีประจุประจุบวกอย่างเป็นทางการในอะตอมไนโตรเจนและประจุลบสองประจุในอะตอมออกซิเจนสองอะตอม (1-2 = (-1)).

ประจุลบสองตัวนี้ของ NO3- พวกมันจะแยกตัวออกจากกันในสามอะตอมของออกซิเจนซึ่งจะรักษาประจุบวกในไนโตรเจนอยู่เสมอ เป็นผลมาจากข้างต้น K ไอออน-+ ของคริสตัลหลีกเลี่ยงการวางเหนือหรือใต้ไนโตรเจนของแอนไอออน NO3-.

ในความเป็นจริงภาพแสดงให้เห็นว่าไอออน K+ มันถูกล้อมรอบด้วยอะตอมออกซิเจน, ทรงกลมสีแดง โดยสรุปการโต้ตอบเหล่านี้มีความรับผิดชอบในการเตรียมผลึก.

เฟสผลึกอื่น ๆ

ตัวแปรเช่นความดันและอุณหภูมิสามารถปรับเปลี่ยนการจัดเรียงเหล่านี้และสร้างเฟสโครงสร้างที่แตกต่างกันสำหรับ KNO3 (เฟส I, II และ III) ตัวอย่างเช่นเฟสที่สองเป็นรูปในขณะที่เฟส 1 (ที่มีโครงสร้างผลึกแบบตรีโกณมิติ) เกิดขึ้นเมื่อผลึกถูกทำให้ร้อนถึง 129 ° C.

Phase III เป็นของแข็งในช่วงเปลี่ยนผ่านที่ได้รับจากการระบายความร้อนของเฟส I และการศึกษาบางชิ้นแสดงให้เห็นว่ามันแสดงคุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญเช่น ferroelectricity ในระยะนี้ผลึกก่อตัวเป็นชั้นของโพแทสเซียมและไนเตรตซึ่งอาจมีความอ่อนไหวต่อแรงขับไฟฟ้าสถิตระหว่างไอออน.

ในชั้นของเฟส III แอนไอออนไม่ได้3- พวกเขาสูญเสีย planarity เล็กน้อย (สามเหลี่ยมโค้งเล็กน้อย) เพื่อให้ข้อตกลงนี้ซึ่งก่อนที่จะเกิดการรบกวนทางกลไกใด ๆ กลายเป็นโครงสร้างของระยะที่สอง.

การใช้งาน

เกลือมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากมีการใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ ของมนุษย์ซึ่งปรากฏในอุตสาหกรรมการเกษตรอาหาร ฯลฯ ในบรรดาการใช้งานเหล่านี้โดดเด่นดังต่อไปนี้:

- การถนอมอาหารโดยเฉพาะเนื้อสัตว์ แม้จะมีข้อสงสัยว่ามันมีส่วนเกี่ยวข้องในการก่อตัวของไนโตรซามีน (สารก่อมะเร็ง) แต่ก็ยังคงใช้ใน charcuterie.

- ปุ๋ยเพราะโพแทสเซียมไนเตรตให้ธาตุอาหารหลักสองในสาม: ไนโตรเจนและโพแทสเซียม ร่วมกับฟอสฟอรัสองค์ประกอบนี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนาของพืช นั่นคือมันเป็นสำรองที่สำคัญและสามารถจัดการได้ของสารอาหารเหล่านี้.

- มันเร่งการเผาไหม้ให้สามารถสร้างการระเบิดได้ถ้าวัสดุที่ติดไฟได้นั้นกว้างขวางหรือถ้ามันถูกแบ่งอย่างประณีต (พื้นที่ผิวที่มากขึ้น, การเกิดปฏิกิริยาที่มากขึ้น) นอกจากนี้ยังเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของดินปืน.

- มันอำนวยความสะดวกในการกำจัดตอของต้นไม้โค่น ไนเตรตจัดหาไนโตรเจนที่จำเป็นสำหรับเชื้อราเพื่อทำลายไม้ของตอ.

- มันแทรกแซงในการลดความไวของฟันผ่านการรวมตัวกันในยาสีฟันซึ่งเพิ่มการป้องกันความรู้สึกเจ็บปวดของฟันที่เกิดจากความเย็นความร้อนกรดหวานหรือการสัมผัส.

- มันทำหน้าที่เป็น hypotensor ในการควบคุมความดันโลหิตในมนุษย์ ผลกระทบนี้จะได้รับหรือมีความสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงในการขับถ่ายโซเดียม ปริมาณที่แนะนำในการรักษาคือ 40-80 mEq / วันของโพแทสเซียม ในเรื่องนี้มีข้อสังเกตว่าโพแทสเซียมไนเตรตจะมีฤทธิ์ขับปัสสาวะ.

เป็นอย่างไรบ้าง??

ไนเตรตส่วนใหญ่ผลิตในเหมืองของทะเลทรายในชิลี มันสามารถสังเคราะห์ได้โดยปฏิกิริยาหลายอย่าง:

NH4NO3 (ac) + KOH (ac) => NH3 (ac) + KNO3 (ac) + H2O (l)

โพแทสเซียมไนเตรตยังผลิตโดยการทำให้เป็นกลางด้วยกรดไนตริกกับโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ในปฏิกิริยาคายความร้อนสูง.

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

ในระดับอุตสาหกรรมโพแทสเซียมไนเตรตผลิตโดยปฏิกิริยาการกระจัดสองครั้ง.

นาโน3 (ac) + KCl (ac) => NaCl (ac) + KNO3 (Aq)

แหล่งที่มาหลักของ KCl คือแร่ซิลวินและไม่ใช่แร่ธาตุอื่น ๆ เช่น carnallite หรือ cainite ซึ่งประกอบด้วยแมกนีเซียมไอออนิก.

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

โพแทสเซียมไนเตรตในสถานะของแข็งเกิดขึ้นเป็นผงสีขาวหรือในรูปแบบของผลึกที่มีโครงสร้าง orthohombic ที่อุณหภูมิห้องและตรีโกณมิติที่ 129 ° C มีน้ำหนักโมเลกุล 101.1032 g / mol ไม่มีกลิ่นและมีรสเค็มฉุน.

มันเป็นสารประกอบที่ละลายในน้ำมาก (316-320 กรัม / ลิตรของน้ำที่ 20 องศาเซลเซียส) เนื่องจากธรรมชาติของอิออนและความง่ายของโมเลกุลของน้ำในการแก้ปัญหาไอออน K+.

ความหนาแน่นของมันคือ 2.1 g / cm3 ที่ 25 ° C. ซึ่งหมายความว่ามันมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำประมาณสองเท่า.

จุดหลอมเหลว (334 ° C) และจุดเดือด (400 ° C) บ่งบอกถึงพันธะไอออนิกระหว่าง K+ และไม่3-. อย่างไรก็ตามพวกมันอยู่ในระดับต่ำเมื่อเทียบกับเกลือชนิดอื่นเนื่องจากพลังงานของผลึกตาข่ายนั้นต่ำกว่าสำหรับไอออน monovalent (เช่นมีประจุ± 1) และยังมีขนาดไม่เท่ากัน.

มันสลายตัวที่อุณหภูมิใกล้กับจุดเดือด (400 ºC) เพื่อผลิตโพแทสเซียมไนไตรท์และออกซิเจนโมเลกุล:

KNO3(s) => KNO2(s) + O2(G)

การอ้างอิง

  1. PubChem (2018) โพแทสเซียมไนเตรต สืบค้นเมื่อวันที่ 12 เมษายน 2018 จาก: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
  2. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29 กันยายน 2017) ข้อเท็จจริงเรื่องดินประสิวหรือโพแทสเซียมไนเตรต สืบค้นเมื่อวันที่ 12 เมษายน 2018 จาก: thoughtco.com
  3. K. Nimmo & B. W. Lucas (22 พฤษภาคม 1972) โครงสร้างและการปฐมนิเทศ NO3 ในโพแทสเซียมไนเตรทαเฟส วิทยาศาสตร์กายภาพธรรมชาติ 237, 61-63.
  4. Adam Rędzikowski (8 เมษายน 2017) โพแทสเซียมไนเตรทคริสตัล [รูป] สืบค้นเมื่อวันที่ 12 เมษายน 2018 จาก: https://commons.wikimedia.org
  5. Acta Cryst (2009) การเจริญเติบโตและการปรับสภาพผลึกเดี่ยวของโพแทสเซียมไนเตรตเฟส 3, KNO3. B65, 659-663.
  6. Marni Wolfe (3 ตุลาคม 2017) ความเสี่ยงโพแทสเซียมไนเตรต สืบค้นเมื่อวันที่ 12 เมษายน 2018 จาก: livestrong.com
  7. Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014) การทำเหมืองแร่ สืบค้นเมื่อวันที่ 12 เมษายน 2018 จาก: galleries.com