DUSIČNAN DRASELNÝ (KNO3): STRUKTURA, POUŽITÍ, VLASTNOSTI - CHEMIE - 2025

Dusičnan draselný je alkalický kov, a dusičnan draselný oxoanion ternární sloučeniny soli. Jeho chemický vzorec je KNO ₃, což znamená, že pro každého iontu K ⁺, tam je iont NO ₃ ^- interakce s tímto. Proto je iontová sůl a představuje jednu z alkalického dusičnanu (lino ₃, NaNO ₃, RBNO ₃…).

KNO ₃ je silné oxidační činidlo v důsledku přítomnosti dusičnanového aniontu. To znamená, že funguje jako rezerva pro pevné a bezvodé dusičnanové ionty, na rozdíl od jiných vysoce rozpustných ve vodě nebo vysoce hygroskopických solí. Mnoho vlastností a použití této sloučeniny je způsobeno spíše dusičnanovým aniontem než kationtem draslíku.

Krystaly KNO ₃ s tvarem jehly jsou znázorněny na obrázku výše. Přirozeným zdrojem KNO ₃ je ledek, známý pod jménem Saltpeter nebo salpetre, v angličtině. Tento prvek se také nazývá dusičnan draselný nebo nitro minerál.

Nachází se ve vyprahlých nebo pouštních oblastech, stejně jako výkvět z jeskynních zdí. Dalším důležitým zdrojem KNO ₃ je guano, výkaly zvířat, která obývají suché prostředí.

Chemická struktura

Na horním obrázku je znázorněna krystalová struktura KNO ₃. Fialové koule odpovídají iontům K ⁺, zatímco červená a modrá jsou atomy kyslíku a dusíku. Krystalická struktura je ortorombického typu při pokojové teplotě.

Geometrie aniontu NO ₃ ^- je geometrie trigonální roviny s atomy kyslíku ve vrcholech trojúhelníku a atomem dusíku v jeho středu. Má jeden kladný formální náboj na atomu dusíku a dva záporné formální náboje na dvou atomech kyslíku (1-2 = (-1)).

Tyto dvě záporné náboje NO ₃ ^- delokalizovat mezi třemi atomy kyslíku, vždy udržovat pozitivní náboj na dusíku. Jako v důsledku toho, že ionty K ⁺ ve skleněné vyhnout umístěn přímo nad nebo pod atmosférou dusíku aniontů NO ₃ ^-.

Ve skutečnosti obrázek ukazuje, jak jsou ionty K ⁺ obklopeny atomy kyslíku, červenou koulí. Závěrem jsou tyto interakce odpovědné za uspořádání krystalů.

Ostatní krystalické fáze

Proměnné, jako je tlak a teplota, mohou tato uspořádání modifikovat a vytvářet různé strukturální fáze pro KNO ₃ (fáze I, II a III). Například fáze II je ta na obrázku, zatímco fáze I (s trigonální krystalickou strukturou) je vytvořena, když jsou krystaly zahřáté na 129 ° C.

Fáze III je přechodná pevná látka, která se získává ochlazením fáze I, a studie ukázaly, že vykazuje některé důležité fyzikální vlastnosti, jako je ferroelektrika. V této fázi krystal tvoří vrstvy draslíku a dusičnanů, pravděpodobně citlivé na elektrostatické odpuzování mezi ionty.

Ve vrstvách fáze III NO ₃ ^- anionty ztratí malý jejich rovinnosti (trojúhelníku křivky mírně), aby toto uspořádání, která, v případě jakékoliv mechanické poruchy, stává struktura fáze II.

Aplikace

Sůl má velký význam, protože se používá v mnoha lidských činnostech, které se projevují v průmyslu, zemědělství, potravinách atd. Tato použití zahrnují následující:

- Konzervace potravin, zejména masa. Navzdory podezření, že se podílí na tvorbě nitrosaminu (karcinogenní látka), stále se používá v lahůdkách.

- Hnojivo, protože dusičnan draselný poskytuje dva ze tří makronutrientů v rostlinách: dusík a draslík. Spolu s fosforem je tento prvek nezbytný pro vývoj rostlin. To znamená, že je to důležitá a zvládnutelná rezerva těchto živin.

- Urychluje spalování a je schopen vyvolat výbuchy, je-li hořlavý materiál rozsáhlý nebo pokud je jemně rozptýlen (větší plocha povrchu, větší reaktivita). Kromě toho je jednou z hlavních složek střelného prachu.

- Usnadňuje odstraňování pařezů z pokácených stromů. Dusičnan dodává dusík potřebný pro houby ke zničení pařezového dřeva.

- Zasahuje do snižování citlivosti zubů jeho začleněním do zubních past, což zvyšuje ochranu bolestivých pocitů zubu způsobených chladem, teplem, kyselinou, sladkostí nebo kontaktem.

- Zasahuje jako hypotenze do regulace krevního tlaku u lidí. Tento účinek by byl dán nebo ve vzájemné souvislosti se změnou vylučování sodíku. Doporučená dávka při léčbě je 40-80 mekv / den draslíku. V tomto ohledu se zdůrazňuje, že dusičnan draselný by měl diuretický účinek.

Jak se to dělá?

Většina dusičnanů se vyrábí v dolech pouští v Chile. To může být syntetizováno různými reakcemi:

NH ₄ NO ₃ (aq) + KOH (aq) => NH ₃ (aq) + KNO ₃ (aq) + H ₂ O (l)

Dusičnan draselný se také vyrábí neutralizací kyseliny dusičné hydroxidem draselným ve vysoce exotermické reakci.

KOH (aq) + HNO ₃ (konc) => KNO ₃ (aq) + H ₂ O (l)

V průmyslovém měřítku se dusičnan draselný vyrábí reakcí dvojitého vytlačení.

NaNO ₃ (aq) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO ₃ (aq)

Hlavním zdrojem KCl je minerální silvin a nikoliv jiné minerály, jako je karnalit nebo cainit, které jsou rovněž složeny z iontového hořčíku.

Fyzikální a chemické vlastnosti

Dusičnan draselný v pevném stavu se objevuje jako bílý prášek nebo ve formě krystalů s ortorombickou strukturou při pokojové teplotě a trigonální při 129 ° C. Má molekulovou hmotnost 101,1032 g / mol, je bez zápachu a má štiplavou slanou chuť.

Je to velmi rozpustná sloučenina ve vodě (316-320 g / litr vody, při 20 ° C), kvůli její iontové povaze a snadnosti, kterou molekuly vody musejí solvat K ⁺ ion.

Jeho hustota je 2,1 g / cm ³ při 25 ° C. To znamená, že je přibližně dvakrát tak hustá jako voda.

Jejich teploty tání (334 ° C) a teploty varu (400 ° C) svědčí o iontových vazbách mezi K ⁺ a NO ₃ ^-. Ve srovnání s jinými solemi jsou však nízké, protože krystalická mřížová energie je u monovalentních iontů (tj. S náboji ± 1) nižší, a také nemají příliš podobné velikosti.

Rozkládá se při teplotě blízké bodu varu (400 ° C) za vzniku dusitanu draselného a molekulárního kyslíku:

KNO ₃ (S) => KNO ₂ (s) + O ₂ (g)

Reference

1. Pubchem. (2018). Dusičnan draselný. Citováno z 12. dubna 2018, z: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
2. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29. září 2017). Fakta z ledovce nebo dusičnanu draselného. Citováno z 12. dubna 2018, z: thinkco.com
3. K. Nimmo a BW Lucas. (22. května 1972). Konformace a orientace NO3 v a-fázi dusičnanu draselného. Nature Physical Science 237, 61–63.
4. Adam Rędzikowski. (8. dubna 2017). Krystaly dusičnanu draselného.. Citováno z 12. dubna 2018 z:
5. Acta Cryst. (2009). Růst a monokrystalové rafinace dusičnanu draselného fáze III, KNO ₃. B65, 659-663.
6. Marni Wolfe. (3. října 2017). Rizika dusičnanu draselného. Citováno z 12. dubna 2018, z: livestrong.com
7. Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Minerální niter. Citováno z 12. dubna 2018, z: galleries.com