- estructura química
- Altres fases cristal·lines
- usos
- Com es fa?
- Propietats físiques i químiques
- referències
El nitrat de potassi és una sal ternària composta de potassi, metall alcalí, i de l'oxoanió nitrat. La seva fórmula química és KNO 3, el que significa que per cada ió K +, hi ha un ió NO 3 - interaccionant amb aquest. Per tant, és una sal iònica i constitueix un dels nitrats alcalins (lli març, NaNO 3, RbNO 3…).
El KNO 3 és un agent oxidant fort a causa de la presència de l'anió nitrat. És a dir, funciona com a reserva d'ions nitrats sòlids i anhidres, a diferència d'altres sals altament solubles en aigua o molt higroscòpiques. Moltes de les propietats i usos d'aquest compost es deuen a l'anió nitrat, més que a l'catió potassi.
A la imatge superior s'il·lustren uns cristalls de KNO 3 amb formes d'agulles. La font natural de l'KNO 3 és el salnitre, conegut amb els noms Saltpeter o salpetre, en anglès. Aquest element es coneix també com nitrat de potassa o mineral nitro.
Es troba en zones àrides o desèrtiques, així com eflorescències de les parets cavernoses. Una altra font important de KNO 3 és el guano, excrement d'animals que habiten ambients secs.
estructura química
A la imatge superior està representada l'estructura cristal·lina de l'KNO 3. Les esferes porpres corresponen als ions K +, mentre que les vermelles i blaves són els àtoms d'oxigen i nitrogen, respectivament. L'estructura cristal·lina és de tipus ortorrómbica a temperatura ambient.
La geometria de l'anió NO 3 - és la d'un pla trigonal, amb els àtoms d'oxigen en els vèrtexs de el triangle, i l'àtom de nitrogen en el seu centre. Presenta una càrrega formal positiva en l'àtom de nitrogen, i dues càrregues formals negatives en dos àtoms d'oxigen (1-2 = (-1)).
Aquestes dues càrregues negatives de l'NO 3 - es deslocalitzen entre els tres àtoms d'oxigen, mantenint sempre la càrrega positiva en el nitrogen. Com a conseqüència de l'anterior, els ions K + de l'vidre eviten situar-se just per sobre o per sota de l'nitrogen dels anions NO 3 -.
De fet, la imatge demostra com els ions K + estan envoltats dels àtoms d'oxigen, les esferes vermelles. En conclusió, aquestes interaccions són responsables dels arranjaments cristal·lins.
Altres fases cristal·lines
Variables com la pressió i la temperatura poden modificar aquests arranjaments i originar diferents fases estructurals per al KNO 3 (fases I, II i III). Per exemple, la fase II és la de la imatge, mentre que la fase I (amb estructura cristal·lina trigonal) es forma quan els cristalls són escalfats fins a 129 ºC.
La fase III és un sòlid transicional que s'obté de l'refredament de la fase I, i alguns estudis han demostrat que exhibeix algunes propietats físiques importants, com la ferroelectricidad. En aquesta fase el vidre forma capes de potassi i nitrats, sensibles possiblement a les repulsions electrostàtiques entre els ions.
A les capes de la fase III els anions NO 3 - perden una mica del seu planaridad (el triangle es corba lleugerament) per permetre aquest arranjament, el qual, davant de qualsevol disturbi mecànic, es converteix en l'estructura de la fase II.
usos
La sal és de gran importància ja que s'usa en nombroses activitats de l'home, que es manifesten en la indústria, l'agricultura, els aliments, etc. Entre aquests usos destaquen els següents:
- La preservació dels aliments, especialment de la carn. Tot i la sospita que intervé en la formació de la nitrosamina (agent carcinogènic) se segueix utilitzant en xarcuteria.
- Fertilitzant, perquè el nitrat de potassi aporta dos dels tres macronutrients de les plantes: el nitrogen i el potassi. Juntament amb el fòsfor, aquest element és necessari per al desenvolupament de les plantes. És a dir, és una reserva important i manejable d'aquests nutrients.
- Accelera la combustió, podent produir explosions si el material combustible és extens o si està finament dividit (major àrea superficial, major reactivitat). A més, és un dels principals components de la pólvora.
- Facilita la remoció de les soques dels arbres talats. El nitrat subministra el nitrogen necessari perquè els fongs destrueixin la fusta de les soques.
- Intervé en la reducció de la sensibilitat dental mitjançant la seva incorporació a dentifricis, la qual cosa incrementa la protecció a les sensacions doloroses de la dent produïdes per fred, calor, àcid, dolços o contacte.
- Intervé com hipotensor en la regulació de la pressió arterial en humans. Aquest efecte estaria donat o interrelacionat amb un canvi en l'excreció de sodi. La dosi recomanada en el tractament és de 40-80 mEq / dia de potassi. A l'respecte s'assenyala que el nitrat de potassi tindria acció diürètica.
Com es fa?
La major part de l'nitrat és produït en les mines dels deserts a Xile. Pot ser sintetitzat mitjançant diverses reaccions:
NH 4 NO 3 (ac) + KOH (aq) => NH 3 (aq) + KNO 3 (ac) + H 2 O (l)
També es produeix el nitrat de potassi neutralitzant l'àcid nítric amb hidròxid de potassi en una reacció altament exotèrmica.
KOH (ac) + HNO 3 (conc) => KNO 3 (ac) + H 2 O (l)
A escala industrial, es produeix nitrat de potassi mitjançant una reacció de doble desplaçament.
NaNO 3 (ac) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO 3 (ac)
La font principal d'el KCl és de l'mineral silvina, i no d'altres minerals com la carnal·lita o la caïnita, els quals estan compostos també de magnesi iònic.
Propietats físiques i químiques
El nitrat de potassi en estat sòlid es presenta com una pols blanca o en forma de cristalls d'estructura ortorómbica a temperatura ambiental, i trigonal a 129 ºC. Té un pes molecular de 101,1032 g / mol, és inodor i té un sabor acre salí.
És un compost molt soluble en aigua (316-320 g / litre d'aigua, a 20 ºC), per la seva naturalesa iònica ia la facilitat que tenen les molècules d'aigua per solvatar l'ió K +.
La seva densitat és de 2,1 g / cm 3 a 25 ° C. Això vol dir que és aproximadament dues vegades més dens que l'aigua.
Els seus punts de fusió (334 ºC) i d'ebullició (400 ºC) són indicatius dels enllaços iònics entre K + i NO 3 -. No obstant això, són baixos comparats als d'altres sals, a causa que l'energia reticular cristal·lina és menor per ions monovalents (és a dir, amb càrregues ± 1), ia més tenen mides no molt similars.
Es descompon a una temperatura propera a punt d'ebullició (400 ºC) per produir nitrit de potassi i oxigen molecular:
KNO 3 (s) => KNO 2 (s) + O 2 (g)
referències
- PubChem. (2018). Potassium Nitrate. Recuperat el 12 d'abril de 2018, de: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29 de setembre del 2017). Saltpeter or Potassium Nitrate Facts. Recuperat el 12 d'abril de 2018, de: thoughtco.com
- K. Nimmo & BW Lucas. (22 May 1972). Conformation and Orientation of NO3 in α-Phase Potassium Nitrate. Nature Physical Science 237, 61-63.
- Adam Rędzikowski. (08 d'abril del 2017). Potassium Nitrate crystals.. Recuperat el 12 d'abril de 2018, de:
- Acta Cryst. (2009). Growth and single-crystal Refinement of phase-III potassium Nitrate, KNO 3. B65, 659-663.
- Marni Wolfe. (03 de octubre del 2017). Potassium Nitrate Risks. Recuperat el 12 d'abril de 2018, de: livestrong.com
- Amethyst Galleries, Inc (1995-2014). The mineral niter. Recuperat el 12 d'abril de 2018, de: galleries.com