KALI NITRAT (KNO3): CẤU TRÚC, CÔNG DỤNG, ĐẶC TÍNH - HÓA HỌC - 2026

Các kali nitrat là một kim loại kiềm, và nitrat kali oxoanion ternary muối kép. Công thức hóa học của nó là KNO ₃ , có nghĩa là cho mỗi ion K ⁺ , có là một ion NO ₃ ^- tương tác với điều này. Do đó, nó là một muối ion và tạo thành một trong các muối nitrat kiềm (LiNO ₃ , NaNO ₃ , RBNO ₃ …).

KNO ₃ là một chất oxi hóa mạnh do sự có mặt của anion nitrat. Có nghĩa là, nó có chức năng dự trữ các ion nitrat rắn và khan, không giống như các loại muối có tính hút ẩm cao hoặc tan trong nước khác. Nhiều đặc tính và công dụng của hợp chất này là do anion nitrat, hơn là cation kali.

Tinh thể KNO ₃ có hình kim được minh họa trong hình trên . Nguồn tự nhiên của KNO ₃ là Saltpeter, được gọi bằng tên tiếng Anh là Saltpeter hoặc salpetre. Nguyên tố này còn được gọi là nitrat kali hoặc khoáng nitro.

Nó được tìm thấy ở các khu vực khô cằn hoặc sa mạc, cũng như sự phát sáng từ các bức tường hang động. Một nguồn KNO ₃ quan trọng khác là phân chim, phân của động vật sống trong môi trường khô hạn.

Cấu tạo hóa học

Trong hình trên, cấu trúc tinh thể của KNO ₃ được biểu diễn . Các quả cầu màu tím tương ứng với các ion K ⁺ , trong khi màu đỏ và xanh lam tương ứng với các nguyên tử oxy và nitơ. Cấu trúc tinh thể thuộc loại trực thoi ở nhiệt độ phòng.

Dạng hình học của anion NO ₃ ^- là một mặt phẳng tam giác, với các nguyên tử oxy ở các đỉnh của tam giác và nguyên tử nitơ ở tâm của nó. Nó có một điện tích hình thức dương trên nguyên tử nitơ và hai điện tích hình thức âm trên hai nguyên tử oxy (1-2 = (-1)).

Hai điện tích âm NO _{3 này} ^{- phân} chia giữa ba nguyên tử oxy, luôn duy trì điện tích dương trên nitơ. Như một kết quả của việc này, các ion K ⁺ trong tránh kính vị trí chỉ trên hoặc dưới các anion nitơ NO ₃ ^- .

Trên thực tế, hình ảnh chứng minh cách các ion K ⁺ được bao quanh bởi các nguyên tử oxy, các quả cầu màu đỏ. Kết luận, những tương tác này là nguyên nhân của sự sắp xếp tinh thể.

Các pha tinh thể khác

Các biến số như áp suất và nhiệt độ có thể sửa đổi những cách sắp xếp này và tạo ra các pha cấu trúc khác nhau cho KNO ₃ (pha I, II và III). Ví dụ, giai đoạn II là của hình ảnh, trong khi giai đoạn I (với cấu trúc tinh thể tam giác) được hình thành khi các tinh thể được làm nóng lên đến 129 ºC.

Giai đoạn III là chất rắn chuyển tiếp thu được từ quá trình làm lạnh giai đoạn I, và một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng nó thể hiện một số tính chất vật lý quan trọng, chẳng hạn như tính sắt điện. Trong giai đoạn này, tinh thể hình thành các lớp kali và nitrat, có thể nhạy cảm với lực đẩy tĩnh điện giữa các ion.

Trong các lớp của giai đoạn III NO ₃ ^- anion mất một chút planarity của họ (các đường cong tam giác hơi) để cho phép sự sắp xếp này, trong đó, trong trường hợp có bất kỳ xáo trộn cơ khí, trở thành cấu trúc của giai đoạn II.

Các ứng dụng

Muối có tầm quan trọng lớn vì nó được sử dụng trong nhiều hoạt động của con người, được thể hiện trong công nghiệp, nông nghiệp, thực phẩm, v.v. Những cách sử dụng này bao gồm:

- Việc bảo quản thực phẩm, đặc biệt là thịt. Mặc dù bị nghi ngờ rằng nó có liên quan đến sự hình thành nitrosamine (một tác nhân gây ung thư), nó vẫn được sử dụng trong các món ăn ngon.

- Phân bón, vì kali nitrat cung cấp hai trong ba chất dinh dưỡng đa lượng cho cây: đạm và kali. Cùng với phốt pho, nguyên tố này cần thiết cho sự phát triển của cây trồng. Đó là, nó là một nguồn dự trữ quan trọng và có thể quản lý được của các chất dinh dưỡng này.

- Đẩy nhanh quá trình cháy, có thể tạo ra tiếng nổ nếu vật liệu cháy rộng hoặc nếu nó bị chia nhỏ (diện tích bề mặt lớn hơn, khả năng phản ứng lớn hơn). Ngoài ra, nó là một trong những thành phần chính của thuốc súng.

- Tạo điều kiện thuận lợi cho việc loại bỏ các gốc cây bị chặt hạ. Nitrate cung cấp nitơ cần thiết cho nấm phá hủy gỗ gốc cây.

- Nó can thiệp vào việc giảm độ nhạy cảm của răng thông qua sự kết hợp của nó trong kem đánh răng, giúp tăng khả năng bảo vệ khỏi cảm giác đau của răng do lạnh, nhiệt, axit, đồ ngọt hoặc tiếp xúc.

- Nó can thiệp như một chất hạ huyết áp trong việc điều hòa huyết áp ở người. Hiệu ứng này sẽ được đưa ra hoặc tương quan với sự thay đổi trong bài tiết natri. Liều khuyến cáo trong điều trị là 40-80 mEq / ngày kali. Về vấn đề này, người ta chỉ ra rằng kali nitrat sẽ có tác dụng lợi tiểu.

Nó được thực hiện như thế nào?

Hầu hết nitrat được sản xuất trong các mỏ của sa mạc ở Chile. Nó có thể được tổng hợp bằng các phản ứng khác nhau:

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

Kali nitrat cũng được sản xuất bằng cách trung hòa axit nitric với kali hydroxit trong một phản ứng tỏa nhiệt cao.

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

Ở quy mô công nghiệp, kali nitrat được sản xuất bằng phản ứng chuyển vị kép.

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

Nguồn chính của KCl là từ khoáng silvin, chứ không phải từ các khoáng khác như carnalit hoặc cainite, chúng cũng được tạo thành từ magiê ion.

Các tính chất vật lý và hóa học

Kali nitrat ở trạng thái rắn xuất hiện dưới dạng bột màu trắng hoặc ở dạng tinh thể có cấu trúc hình thoi ở nhiệt độ phòng và tam giác ở 129 ºC. Nó có trọng lượng phân tử 101,1032 g / mol, không mùi, vị mặn chát.

Nó là một hợp chất rất dễ hòa tan trong nước (316-320 g / lít nước, ở 20ºC), do bản chất ion của nó và sự dễ dàng mà các phân tử nước có để hòa tan ion K ⁺ .

Mật độ của nó là 2,1 g / cm ³ ở 25 ºC. Điều này có nghĩa là nó đậm đặc gần gấp đôi nước.

Điểm nóng chảy (334 ºC) và điểm sôi (400 ºC) của chúng là biểu hiện của liên kết ion giữa K ⁺ và NO ₃ ^- . Tuy nhiên, chúng thấp hơn so với các muối khác, vì năng lượng mạng tinh thể thấp hơn đối với các ion đơn hóa trị (nghĩa là, với điện tích ± 1), và chúng cũng có kích thước không giống nhau lắm.

Nó phân hủy ở nhiệt độ gần với điểm sôi (400 ºC) để tạo ra kali nitrit và oxy phân tử:

KNO ₃ (s) => KNO ₂ (s) + O ₂ (g)

Người giới thiệu

1. Pubchem. (2018). Kali nitrat. Được truy cập vào ngày 12 tháng 4 năm 2018, từ: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
2. Tiến sĩ Anne Marie Helmenstine (Ngày 29 tháng 9 năm 2017). Sự kiện Saltpeter hoặc Kali Nitrat. Truy cập ngày 12 tháng 4 năm 2018, từ: thinkco.com
3. K. Nimmo & BW Lucas. (Ngày 22 tháng 5 năm 1972). Sự chuyển đổi và định hướng của NO3 trong α-Pha Kali Nitrat. Khoa học vật lý tự nhiên 237, 61–63.
4. Adam Rędzikowski. (Ngày 8 tháng 4 năm 2017). Tinh thể kali nitrat. . Được lấy vào ngày 12 tháng 4 năm 2018, từ: https://commons.wikimedia.org
5. Acta Cryst. (2009). Tăng trưởng và tinh chế đơn tinh thể của kali nitrat pha III, KNO ₃ . B65, 659-663.
6. Marni Wolfe. (03 tháng 10 năm 2017). Rủi ro Kali Nitrat. Được lấy vào ngày 12 tháng 4 năm 2018, từ :live.com
7. Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Khoáng chất niter. Được lấy vào ngày 12 tháng 4 năm 2018, từ: galleries.com