的硝酸钾是金属碱和硝酸含氧阴离子钾三元化合物的盐。其化学式为KNO 3,这意味着对于每个离子ķ +,存在是一个离子NO 3 -以这种相互作用。因此,它是离子盐,并且构成碱金属硝酸盐(LiNO 3,NaNO 3,RBNO 3…)之一。
由于硝酸根阴离子的存在,KNO 3是强氧化剂。也就是说,与其他高水溶性或高吸湿性盐不同,它可充当固体和无水硝酸根离子的储备。该化合物的许多特性和用途是由于硝酸根阴离子而不是钾阳离子。
上图显示了针状的KNO 3晶体。KNO 3的天然来源是硝石,英文名称为Saltpeter或salpetre。该元素也被称为硝酸钾或硝基矿物质。
它在干旱或沙漠地区以及海绵壁的花期中发现。KNO 3的另一个重要来源是鸟粪,它是生活在干燥环境中的动物的排泄物。
化学结构
上图显示了KNO 3的晶体结构。紫色球对应K +离子,而红色和蓝色分别是氧和氮原子。晶体结构在室温下为正交晶型。
阴离子NO的几何形状3 -是一个三角平面的,与氧原子在三角形的顶点,并且在其中心的氮原子。它在氮原子上具有一个正形式电荷,在两个氧原子上具有两个负形式电荷(1-2 =(-1))。
NO的这些两个负电荷3 -的三个氧原子间离域,始终保持在氮上的正电荷。作为一个的这种结果,离子ķ +玻璃避免位于刚刚超过或在氮气阴离子NO 3 - 。
实际上,该图像演示了K +离子如何被氧原子(红色球)包围。总之,这些相互作用是晶体排列的原因。
其他结晶相
诸如压力和温度之类的变量可以修改这些布置,并引发KNO 3的不同结构相(相I,II和III)。例如,相II是图像的相,而当晶体加热到129ºC时形成相I(具有三角晶体结构)。
III相是从I相冷却获得的过渡固体,一些研究表明,它具有一些重要的物理性能,例如铁电性。在此阶段,晶体形成钾和硝酸盐层,可能对离子之间的静电排斥敏感。
在阶段III的层中的NO 3 -的阴离子丧失其平面性的一点(三角形曲线略),以允许这种布置,其中,在任何机械干扰的情况下,成为相II的结构。
应用领域
盐非常重要,因为它被用于许多人类活动中,在工业,农业,食品等领域得到体现。这些用途包括:
-保存食物,尤其是肉。尽管怀疑它与亚硝胺(致癌剂)的形成有关,但仍在熟食店中使用。
-肥料,因为硝酸钾提供了植物中三种常量营养素中的两种:氮和钾。除磷外,该元素对于植物的生长也是必需的。也就是说,它是这些营养素的重要且易于管理的储备。
-加速燃烧,如果可燃材料过大或细分,则可能产生爆炸(更大的表面积,更高的反应性)。此外,它是火药的主要成分之一。
-促进清除砍伐树木上的树桩。硝酸盐提供了真菌破坏树桩木材所需的氮。
-通过将其掺入牙膏中来干预降低牙齿敏感性,从而增强了对因冷,热,酸,甜食或接触而产生的牙齿疼痛感的保护。
-它作为降压剂干预人类的血压。这种作用将与钠排泄的变化产生或相关。推荐的治疗剂量为40-80 mEq /天。在这方面,指出硝酸钾将具有利尿作用。
怎么做?
大部分硝酸盐是在智利沙漠的矿山中产生的。它可以通过各种反应合成:
NH 4 NO 3(水溶液)+ KOH(水溶液)=> NH 3(水溶液)+ KNO 3(水溶液)+ H 2 O(l)
硝酸钾还可以通过在高放热反应中用氢氧化钾中和硝酸来生产。
KOH(水溶液)+ HNO 3(浓)=> KNO 3(水溶液)+ H 2 O(l)
在工业规模上,硝酸钾是通过双重置换反应生产的。
NaNO 3(水溶液)+ KCl(水溶液)=> NaCl(水溶液)+ KNO 3(水溶液)
氯化钾的主要来源是silvin矿物,而不是其他也由离子镁组成的矿物,如菱镁矿或钙镁矿。
物理和化学特性
固态硝酸钾呈白色粉末或晶体形式,在室温下具有正交晶结构,在129ºC时呈三角形。它的分子量为101.1032 g / mol,无味,并具有强烈的盐水味。
它是一种非常易溶于水的化合物(在20ºC下为316-320 g /升的水),由于其离子性质和水分子必须溶解K +离子的难易性而已。
在25ºC下的密度为2.1 g / cm 3。这意味着它的密度大约是水的两倍。
它们的熔点(334℃)和沸点(400℃)是指示k之间的离子键的+和NO 3 - 。但是,它们与其他盐相比较低,因为一价离子(即带有±1个电荷)的晶格能量较低,并且它们的尺寸也不太相似。
它在接近沸点(400℃)的温度下分解,产生亚硝酸钾和分子氧:
KNO 3(s)=> KNO 2(s)+ O 2(g)
参考文献
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