هيكل نترات البوتاسيوم (KNO3) ، الاستخدامات ، الخصائص

ال نترات البوتاسيوم وهو عبارة عن ملح ثلاثي مكون من البوتاسيوم والمعادن القلوية ونترات الأكسانيون. الصيغة الكيميائية لها هي KNO₃, مما يعني أنه لكل K ion⁺, لا يوجد أيون₃^-- التفاعل مع هذا. لذلك ، هو ملح أيوني ويشكل أحد النترات القلوية (LiNO₃, نانو₃, RBNO₃...).

و KNO₃ إنه عامل مؤكسد قوي بسبب وجود أنيون النترات. بمعنى أنه يعمل كخزان من النترات الصلبة والأيونات اللامائية ، على عكس الأملاح الأخرى القابلة للذوبان في الماء بشكل كبير أو استرطابي للغاية. العديد من خصائص واستخدامات هذا المركب ناتجة عن أنيون النترات بدلاً من كاتيونات البوتاسيوم.

في الصورة أعلاه ، يتم توضيح بلورات KNO₃ مع الأشكال الإبرة. المصدر الطبيعي لل KNO₃ هو الملح ، والمعروف عن طريق الأسماء الملح الصخري أو salpetre, باللغة الإنجليزية يُعرف هذا العنصر أيضًا باسم نترات البوتاسيوم أو النيترو المعدني.

تم العثور عليها في المناطق القاحلة أو الصحراوية ، وكذلك نيران الجدران الكهفية. مصدر مهم آخر من KNO₃ هو ذرق الطائر ، براز الحيوانات التي تعيش في البيئات الجافة.

مؤشر

• 1 التركيب الكيميائي
  • 1.1 المراحل البلورية الأخرى
• 2 الاستخدامات
• 3 كيف يتم ذلك؟?
• 4 الخواص الفيزيائية والكيميائية
• 5 المراجع

التركيب الكيميائي

يتم تمثيل التركيب البلوري لـ KNO في الصورة العليا₃. المجالات الأرجواني تتوافق مع أيونات K⁺, بينما الأحمر والأزرق هما ذرات الأكسجين والنيتروجين ، على التوالي. هيكل الكريستال هو تقويم العظام في درجة حرارة الغرفة.

هندسة لا أنيون₃^- هي تلك الموجودة في طائرة مثلثية ، مع ذرات الأكسجين في رؤوس المثلث ، وذرة النيتروجين في مركزها. له شحنة رسمية موجبة على ذرة النيتروجين ، وشحنتين رسميتين سالبتين على ذرتين أكسجين (1-2 = (-1)).

هاتين التهمتين السلبيتين لا₃^- يتم فصلها بين ذرات الأكسجين الثلاثة ، مع الحفاظ دائمًا على الشحنة الإيجابية في النيتروجين. نتيجة لما سبق ، فإن أيونات K^-+ تجنب وضع البلورة أعلى أو أسفل النيتروجين في الأنيونات NO₃^-.

في الواقع ، تظهر الصورة كيف أيونات K⁺ هم محاطون بذرات الأكسجين ، المجالات الحمراء. في الختام ، هذه التفاعلات هي المسؤولة عن الترتيبات البلورية.

مراحل بلورية أخرى

يمكن للمتغيرات مثل الضغط ودرجة الحرارة تعديل هذه الترتيبات وإنشاء مراحل هيكلية مختلفة لـ KNO₃ (المراحل الأولى والثانية والثالثة). على سبيل المثال ، المرحلة الثانية هي تلك الخاصة بالصورة ، في حين يتم تشكيل المرحلة الأولى (مع بنية بلورية مثلثية) عندما يتم تسخين البلورات إلى 129 درجة مئوية.

المرحلة الثالثة عبارة عن مادة صلبة انتقالية تم الحصول عليها من تبريد المرحلة الأولى ، وقد أظهرت بعض الدراسات أنها تظهر بعض الخواص الفيزيائية المهمة ، مثل الطاقة الكهرمائية. في هذه المرحلة ، تشكل البلورات طبقات من البوتاسيوم والنترات ، وربما تكون حساسة للتنافر الكهربائي بين الأيونات.

في طبقات المرحلة الثالثة الأنيونات لا₃^- يفقدون قليلاً من بلانيتهم ​​(منحنيات المثلث قليلاً) للسماح بهذا الترتيب ، الذي ، قبل حدوث أي إزعاج ميكانيكي ، يصبح هيكل المرحلة الثانية.

تطبيقات

الملح ذو أهمية كبيرة لأنه يستخدم في العديد من أنشطة الإنسان ، والتي تتجلى في الصناعة والزراعة والغذاء ، إلخ. من بين هذه الاستخدامات ، يبرز ما يلي:

- الحفاظ على الطعام وخاصة اللحوم. على الرغم من الاشتباه في تورطه في تكوين النتروزامين (مادة مسرطنة) فإنه لا يزال يستخدم في charcuterie.

- الأسمدة ، لأن نترات البوتاسيوم توفر اثنين من المغذيات الثلاثة الرئيسية للنباتات: النيتروجين والبوتاسيوم. جنبا إلى جنب مع الفوسفور ، هذا العنصر ضروري لتطوير النباتات. وهذا هو ، احتياطي مهم ويمكن التحكم فيها من هذه العناصر الغذائية.

- إنها تسرع الاحتراق ، وتكون قادرة على إنتاج انفجارات إذا كانت المادة القابلة للاحتراق واسعة النطاق أو إذا كانت مقسمة بدقة (مساحة سطح أكبر ، تفاعلية أكبر). بالإضافة إلى ذلك ، هو واحد من المكونات الرئيسية للبارود.

- إنه يسهل إزالة جذوع الأشجار المقطوعة. يزود النترات النيتروجين الضروري للفطريات لتدمير حطب جذوع الأشجار.

- يتدخل في تقليل حساسية الأسنان من خلال دمجها في الأسنان ، مما يزيد من الحماية للأحاسيس المؤلمة للأسنان الناتجة عن البرد أو الحرارة أو الحمض أو الحلو أو التلامس.

- وهو يعمل بمثابة hypotensor في تنظيم ضغط الدم في البشر. سيتم إعطاء هذا التأثير أو الترابط مع تغيير في إفراز الصوديوم. الجرعة الموصى بها في العلاج هي 40-80 mEq / يوم من البوتاسيوم. في هذا الصدد ، يلاحظ أن نترات البوتاسيوم سيكون لها تأثير مدر للبول.

كيف يتم ذلك؟?

يتم إنتاج معظم النترات في مناجم الصحاري في شيلي. يمكن توليفها من قبل العديد من ردود الفعل:

NH₄NO₃ (ac) + KOH (ac) => NH₃ (ac) + KNO₃ (ac) + H₂يا (ل)

يتم إنتاج نترات البوتاسيوم أيضًا عن طريق تحييد حمض النيتريك بهيدروكسيد البوتاسيوم في تفاعل طارد للحرارة.

KOH (ac) + HNO₃(conc) => KNO₃ (ac) + H₂يا (ل)

على المستوى الصناعي ، يتم إنتاج نترات البوتاسيوم بواسطة تفاعل الإزاحة المزدوج.

نانو₃ (ac) + KCl (ac) => NaCl (ac) + KNO₃ (آق)

المصدر الرئيسي لـ KCl هو معدن السيلفين ، وليس المعادن الأخرى مثل الكارنيت أو الكاينايت ، والتي تتكون أيضًا من المغنيسيوم الأيوني.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

تحدث نترات البوتاسيوم في الحالة الصلبة كمسحوق أبيض أو في شكل بلورات مع بنية تقويمية في درجة حرارة الغرفة ، وتثليث عند 129 درجة مئوية. ويبلغ وزنه الجزيئي 101.1032 جم / مول ، وهو عديم الرائحة وله طعم ملحي فائق.

وهو مركب قابل للذوبان بشدة في الماء (316-320 جم / لتر من الماء ، عند 20 درجة مئوية) ، بسبب طبيعته الأيونية وسهولة جزيئات الماء في إذابة أيون K⁺.

كثافته 2.1 جم / سم³ عند 25 درجة مئوية هذا يعني أنه يكاد يكون ضعف كثافة الماء.

تشير نقطة الانصهار (334 درجة مئوية) ونقطة الغليان (400 درجة مئوية) إلى الروابط الأيونية بين K⁺ و لا₃^-. ومع ذلك ، فهي منخفضة مقارنة بالأملاح الأخرى ، لأن طاقة الشبكة البلورية منخفضة بالنسبة للأيونات الأحادية التكافؤ (أي ، مع الشحن ± 1) ، وأيضًا ليست لها أحجام متشابهة جدًا.

يتحلل عند درجة حرارة قريبة من نقطة الغليان (400 درجة مئوية) لإنتاج نتريت البوتاسيوم والأكسجين الجزيئي:

كنو₃(s) => KNO₂(ق) + O₂(G)

مراجع

1. بوب كيم. (2018). نترات البوتاسيوم. تم الاسترجاع في 12 أبريل 2018 من: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
2. آن ماري هيلمنستين ، دكتوراه (29 سبتمبر 2017). حقائق ملح أو نترات البوتاسيوم. تم الاسترجاع في 12 أبريل 2018 ، من: thoughtco.com
3. K. Nimmo & B. W. Lucas. (22 مايو 1972). التشكل وتوجيه NO3 في نترات البوتاسيوم ألفا. علوم الطبيعة الفيزيائية 237 ، 61-63.
4. آدم روديكوفسكي. (8 أبريل 2017). بلورات نترات البوتاسيوم. [الشكل]. تم الاسترجاع في 12 أبريل 2018 من: https://commons.wikimedia.org
5. اكتا كريستال. (2009). النمو وصقل الكريستال واحد من نترات البوتاسيوم المرحلة الثالثة ، KNO₃. B65 ، 659-663.
6. مارني وولف. (3 أكتوبر 2017). مخاطر نترات البوتاسيوم. تم الاسترجاع في 12 أبريل 2018 ، من: livestrong.com
7. Amethyst Galleries، Inc. (1995-2014). المعدن. تم الاسترجاع في 12 أبريل ، 2018 ، من: galleries.com