DUSITAN DRASELNÝ (KNO2): STRUKTURA, VLASTNOSTI A POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Dusitan draselný je anorganická sůl, která má na chemický vzorec KNO ₂, který je chemicky a farmakologicky vztahující se k dusičnanu draselného KNO ₃. Jeho fyzický vzhled sestává z nažloutlých bílých krystalů, vysoce hygroskopických, a proto delikvenčních; to znamená, že se rychle rozpustí ve vlhkém prostředí.

Jeho vzorec znamená, že poměr K ⁺ a NO ₂ ^- iontů je 1: 1, a zůstat spojen elektrostatickými silami nebo iontovými vazbami. Pro své krystaly nebyly zjevně nalezeny žádné čisté přírodní zdroje, ačkoli dusitanové anionty lze nalézt v půdě, hnojivech, rostlinách a zvířatech.

Krystaly dusitanu draselného. Zdroj: Leiem

Obrázek nahoře ukazuje, jak vypadají krystaly KNO ₂, se zřetelnými žlutými odstíny. Pokud tyto krystaly zůstanou ve styku se vzduchem, absorbují vlhkost, dokud se nestanou vodným roztokem; řešení, které vyvolalo diskuse ohledně toho, zda je jeho použití pro lékařské účely prospěšné.

Na druhé straně, jeho krystaly, ve velmi malých množstvích (200 ppm), se používají k salinizaci masa a zajištění jejich uchování před bakteriálními účinky. Stejně tak KNO ₂ zlepšuje barvu masa a činí je červenější; je však předmětem několika omezení, aby se zabránilo toxickým účinkům této soli v těle.

Struktura dusitanu draselného

Iony, které tvoří KNO2, byly představeny modelem koulí a tyčí. Zdroj: MarinaVladivostok.

Ionty přítomné v dusitanu draselném jsou uvedeny výše. K ⁺ kationtů odpovídá fialové oblasti, zatímco NO ₂ ^- anion je reprezentován modravé a červené oblasti.

Anion NO ₂ ^- je zobrazen s jednou dvojitou a jednou jednoduchou vazbou ^-; ale ve skutečnosti jsou obě pouta rovnocenným produktem rezonance negativního náboje mezi nimi.

K ⁺ a NO ₂ ^- ionty přitahují v prostoru, dokud uspořádat strukturální vzor s nejméně energie; to je místo, kde odrazy mezi stejnými poplatky jsou minimální. Vytvářejí tak krystaly KNO ₂, jejichž jednotková buňka je náchylná ke změnám teploty, což jsou fázové přechody.

Například při nízkých teplotách (méně než 25 ° C) krystaly KNO ₂ přijímají monoklinický systém (fáze I). Když teplota překročí 25 ° C, dojde k fázovému přechodu z monoklinického na kosočtverec (fáze II). A konečně, nad 40 ° C, KNO ₂ krystaly změnit být krychlový (fáze III).

KNO ₂ může také vykazovat jiné krystalické fáze (fáze IV, V a VI) za vysokého tlaku. S tím, K ⁺ a NO ₂ ^- ionty skončit pohybu a uspořádání v různých způsobech v jejich čistých krystalů.

Vlastnosti

Molekulová hmotnost

85,1038 g / mol.

Hustota

1,9150 g / ml.

Bod tání

440,02 ° C (ale začíná se rozkládat z 350 ° C a uvolňuje toxické výpary).

Bod varu

537 ° C (exploduje).

Rozpustnost ve vodě

312 g / 100 g vody při 25 ° C

Deliquescence

Jeho rozpustnost ve vodě je taková, že je hygroskopická; natolik, že vykazuje delikrescenci a absorbuje dostatek vlhkosti k rozpuštění. Tato afinita pro vodu, může být vzhledem k energetické stabilitě, že K ⁺ ionty zisk při hydrataci, stejně jako nízko entalpie krystalové mřížky pro KNO ₂ krystaly.

Krystaly mohou absorbovat vodu, aniž by rozpouštění, aby se stal hydrát, KNO ₂ · H ₂ O. V hydrátu je molekula vody nalezeno doprovodné ionty, které mění krystalickou strukturu.

Tento hydrát (nebo několik z nich) se může tvořit pod -9 ° C; při vyšších teplotách se voda rozpustí a hydratuje ionty a deformuje krystal.

Rozpustnost v jiných rozpouštědlech

Mírně rozpustný v horkých alkoholech a velmi rozpustný v amoniaku.

pH

6-9. Jeho vodné roztoky jsou tedy alkalické, protože NO ₂ ^- anion může být hydrolyzován.

Nomenklatura

KNO ₂ lze také pojmenovat jinými způsoby. „Dusitan draselný“ odpovídá názvu této soli podle nomenklatury zásob; „dusitan draselný“ podle systematické nomenklatury, v níž je zvýrazněna jediná valence draslíku, +1; a dioxonitan draselný (III), podle systematické nomenklatury.

Název „dioxonitan draselný (III)“ zdůrazňuje +3 valenci atomu dusíku. I když je to nejpodporovanější název IUPAC pro KNO ₂, „dusitan draselný“ je i nadále nejpohodlnější a nejjednodušší na zapamatování.

Získání

Nejpřímější způsob, jak jej syntetizovat, ale s nižším výtěžkem, je tepelný rozklad dusičnanu draselného nebo slaného ledu při 400 ° C nebo více:

2KNO ₃ => KNO ₂ + O ₂

Část KNO ₂ se však kromě dalších vznikajících produktů rozkládá teplem.

Dalším způsobem, jak jej připravit nebo syntetizovat s vyšším výtěžkem, je redukce KNO ₃ v přítomnosti olova, mědi nebo zinku. Rovnice pro tuto reakci je následující:

KNO ₃ + Pb => KNO ₂ + PbO

Dusičnan draselný a olovo se stechiometricky mísí v železné pánvi, kde se roztaví za stálého míchání a zahřívání po dobu půl hodiny. Oxid olovnatý má žlutou barvu a výsledná hmota je rozprášena za horka a zpracována vroucí vodou. Potom se horká směs filtruje.

Horký filtrát se probublává oxidem uhličitým po dobu pěti minut, načež se nerozpustný uhličitan olova, PbCO ₃, se vysráží. Tímto způsobem se olovo oddělí od filtrátu. Zředěná kyselina dusičná se přidá k filtrátu až do neutrální reakce, je povoleno pH se ochladit, a nakonec se voda se odpaří tak, aby se KNO ₂ se tvoří krystaly.

Aplikace

Aditivum a činidlo

Dusitan draselný se používá jako aditivum k léčbě červeného masa, udržuje jeho chuť a barvu déle během skladování, zatímco zpomaluje působení bakterií a určitých toxinů, jako je botulinum. Proto vykazuje antibakteriální účinek.

KNO ₂ je oxidován na NO, který reaguje s myoglobinem v mase a následně končí jeho přirozenou červenou barvu. Později, když se maso vaří, získává svou charakteristickou silnou růžovou barvu.

Avšak za nespecifických podmínek KNO ₂ reaguje s masnými proteiny za vzniku nitrosaminů, které se mohou stát karcinogenními.

Na druhé straně, KNO ₂ (i když výhodně NaNO ₂) je pro analýzu, které mohou být použity v syntéze azobarviv (reakcí kyseliny dusité s aromatickými aminy), a v analýze aminokyselin.

Protijed

Přestože má KNO ₂ své negativní účinky, působí jako antidotum u pacientů otrávených kyanidy a sirovodíkem. Jeho mechanismus se skládá z oxidace Fe ²⁺ na Fe ³⁺ středy skupin hemoglobinu, produkovat methemoglobinu, který pak reaguje s KN ^- a HS ^- anionty.

Lékaři

V žaludeční šťávě žaludku aniont NO ₂ ^- je redukován na NO, o které je známo, že má kroky vazodilatační, zvyšuje průtok krve. V jiných oblastech těla, kde je pH není kyselé dost, některé enzymy, jako je xanthin oxidoreduktázy, jsou odpovědné za snížení NO ₂ ^-.

KNO ₂ se používá k léčbě onemocnění a nemocí, jako je angina pectoris a epilepsie (s velmi negativními vedlejšími účinky).

Reference

1. Wikipedia. (2019). Dusitan draselný. Obnoveno z: en.wikipedia.org
2. PrebChem. (2016). Příprava dusitanu draselného. Obnoveno z: prepchem.com
3. Mark Gilchrist, Angela C. Shoreová, Nigel Benjamin. (2011). Anorganický dusičnan a dusitan a kontrola krevního tlaku, kardiovaskulární výzkum, svazek 89, vydání 3, 15. února 2011, stránky 492–498, doi.org/10.1093/cvr/cvq309
4. PubChem. (2019). Dusitan draselný. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Chemická formulace. (2018). Dusitan draselný. Obnoveno z: formulacionquimica.com
6. Národní centrum pro pokrok v translačních vědách. (2011). Dusitan draselný. Obnoveno z: drug.ncats.io
7. Richard J. Epley, Paul B. Addis a Joseph J. Warthesen. (1992). Dusitan v mase. University of Minnesota.
8. NR Rao, B. Prakash a M. Natarajan. (1975). Transformace krystalové struktury v anorganických dusitanech, dusičnanech a uhličitanech. Katedra chemie, Indický technologický institut, Kanpur, Indie.