- Struttura chimica
- Altre fasi cristalline
- applicazioni
- Com'è fatto?
- Proprietà fisiche e chimiche
- Riferimenti
Il nitrato di potassio è un alcali metallico e sale composto ternario di potassio nitrato oxoanion. La sua formula chimica è KNO 3 , che significa che per ogni ione K + , c'è uno ione NO 3 - interagire con questo. Pertanto, è un sale ionico e costituisce uno dei nitrati alcalini (LiNO 3 , NaNO 3 , RBNO 3 …).
KNO 3 è un forte agente ossidante dovuto alla presenza dell'anione nitrato. Cioè, funziona come una riserva per gli ioni nitrato solidi e anidri, a differenza di altri sali altamente solubili in acqua o altamente igroscopici. Molte delle proprietà e degli usi di questo composto sono dovute all'anione nitrato, piuttosto che al catione di potassio.
I cristalli KNO 3 con forme ad ago sono illustrati nell'immagine sopra . La fonte naturale di KNO 3 è il salnitro, noto con il nome di salnitro o salnitro, in inglese. Questo elemento è anche noto come nitrato di potassio o nitro minerale.
Si trova nelle zone aride o desertiche, così come nelle efflorescenze delle pareti cavernose. Un'altra importante fonte di KNO 3 è il guano, gli escrementi degli animali che popolano gli ambienti aridi.
Struttura chimica
Nell'immagine in alto è rappresentata la struttura cristallina di KNO 3 . Le sfere viola corrispondono agli ioni K + , mentre il rosso e il blu sono rispettivamente gli atomi di ossigeno e azoto. La struttura cristallina è di tipo ortorombico a temperatura ambiente.
La geometria dell'anione NO 3 - è quella di un piano trigonale, con gli atomi di ossigeno ai vertici del triangolo e l'atomo di azoto al suo centro. Ha una carica formale positiva sull'atomo di azoto e due cariche formali negative su due atomi di ossigeno (1-2 = (-1)).
Queste due cariche negative di NO 3 - si delocalizzano tra i tre atomi di ossigeno, mantenendo sempre la carica positiva sull'azoto. Come un risultato di questo, gli ioni K + nel evitano vetro posizionate proprio sopra o sotto anioni azoto NO 3 - .
L'immagine infatti mostra come gli ioni K + siano circondati dagli atomi di ossigeno, le sfere rosse. In conclusione, queste interazioni sono responsabili della disposizione dei cristalli.
Altre fasi cristalline
Variabili come pressione e temperatura possono modificare queste disposizioni e dare origine a diverse fasi strutturali per KNO 3 (fasi I, II e III). Ad esempio, la fase II è quella nell'immagine, mentre la fase I (con struttura cristallina trigonale) si forma quando i cristalli vengono riscaldati fino a 129 ºC.
La fase III è un solido di transizione ottenuto dal raffreddamento di fase I e alcuni studi hanno dimostrato che presenta alcune importanti proprietà fisiche, come la ferroelettricità. In questa fase il cristallo forma strati di potassio e nitrati, possibilmente sensibili alle repulsioni elettrostatiche tra gli ioni.
Negli strati della terza fase del NO 3 - anioni perde un po 'della loro planarità (curve triangolo leggermente) per consentire questa disposizione, che, in caso di disturbo meccanico, diventa la struttura della fase II.
applicazioni
Il sale è di grande importanza poiché viene utilizzato in molte attività umane, che si manifestano nell'industria, nell'agricoltura, nell'alimentazione, ecc. Questi usi includono quanto segue:
- La conservazione degli alimenti, soprattutto della carne. Nonostante il sospetto che sia coinvolto nella formazione di nitrosammina (un agente cancerogeno), è ancora utilizzato nelle gastronomie.
- Fertilizzante, perché il nitrato di potassio fornisce due dei tre macronutrienti nelle piante: azoto e potassio. Insieme al fosforo, questo elemento è necessario per lo sviluppo delle piante. Cioè, è una riserva importante e gestibile di questi nutrienti.
- Accelera la combustione, potendo produrre esplosioni se il materiale combustibile è esteso o se è finemente suddiviso (maggiore superficie, maggiore reattività). Inoltre, è uno dei componenti principali della polvere da sparo.
- Facilita la rimozione dei ceppi dagli alberi abbattuti. Il nitrato fornisce l'azoto necessario ai funghi per distruggere il legno del ceppo.
- Interviene nella riduzione della sensibilità dentale attraverso la sua incorporazione nei dentifrici, che aumenta la protezione delle sensazioni dolorose del dente prodotte da freddo, caldo, acido, dolci o contatto.
- Interviene come ipotensivo nella regolazione della pressione sanguigna nell'uomo. Questo effetto sarebbe dato o correlato con un cambiamento nell'escrezione di sodio. La dose raccomandata nel trattamento è di 40-80 mEq / giorno di potassio. A tal proposito si segnala che il nitrato di potassio avrebbe un'azione diuretica.
Com'è fatto?
La maggior parte del nitrato viene prodotto nelle miniere dei deserti cileni. Può essere sintetizzato da varie reazioni:
NH 4 NO 3 (aq) + KOH (aq) => NH 3 (aq) + KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Il nitrato di potassio viene prodotto anche neutralizzando l'acido nitrico con idrossido di potassio in una reazione altamente esotermica.
KOH (aq) + HNO 3 (conc) => KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Su scala industriale, il nitrato di potassio è prodotto da una doppia reazione di spostamento.
NaNO 3 (aq) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO 3 (aq)
La principale fonte di KCl proviene dal minerale silvino e non da altri minerali come la carnalite o la cainite, anch'essi composti da magnesio ionico.
Proprietà fisiche e chimiche
Il nitrato di potassio allo stato solido si presenta come una polvere bianca o sotto forma di cristalli con una struttura ortorombica a temperatura ambiente e trigonale a 129 ºC. Ha un peso molecolare di 101,1032 g / mol, è inodore e ha un sapore salino acre.
È un composto molto solubile in acqua (316-320 g / litro di acqua, a 20 ºC), per la sua natura ionica e per la facilità che le molecole d'acqua hanno di solvatare lo ione K + .
La sua densità è di 2,1 g / cm 3 a 25 ºC. Ciò significa che è circa due volte più denso dell'acqua.
I loro punti di fusione (334 ºC) e di ebollizione (400 ºC) sono indicativi dei legami ionici tra K + e NO 3 - . Tuttavia, sono bassi rispetto a quelli di altri sali, perché l'energia del reticolo cristallino è inferiore per gli ioni monovalenti (cioè con cariche ± 1), e inoltre hanno dimensioni non molto simili.
Si decompone a una temperatura prossima al punto di ebollizione (400 ºC) per produrre nitrito di potassio e ossigeno molecolare:
KNO 3 (s) => KNO 2 (s) + O 2 (g)
Riferimenti
- Pubchem. (2018). Nitrato di potassio. Estratto il 12 aprile 2018 da: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29 settembre 2017). Fatti di salnitro o nitrato di potassio. Estratto il 12 aprile 2018 da: thoughtco.com
- K. Nimmo e BW Lucas. (22 maggio 1972). Conformazione e orientamento di NO3 nel nitrato di potassio in fase α. Nature Physical Science 237, 61–63.
- Adam Rędzikowski. (8 aprile 2017). Cristalli di nitrato di potassio. . Estratto il 12 aprile 2018 da: https://commons.wikimedia.org
- Acta Cryst. (2009). Crescita e raffinamento monocristallino del nitrato di potassio di fase III, KNO 3 . B65, 659-663.
- Marni Wolfe. (03 ottobre 2017). Rischi di nitrato di potassio. Estratto il 12 aprile 2018 da: livestrong.com
- Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). La nitro minerale. Estratto il 12 aprile 2018 da: gallerie.com