硝酸カリウムは、金属アルカリ、及び硝酸塩オキソアニオンカリウム三元化合物の塩です。その化学式はKNOある3各イオンKのためにことを意味+、そこにあるイオンNO 3 -これと相互作用します。したがって、これはイオン塩であり、硝酸アルカリ(LiNO 3、NaNO 3、RBNO 3 …)の1つを構成します。
KNO 3は、硝酸アニオンが存在するため、強力な酸化剤です。つまり、他の非常に水溶性または吸湿性の高い塩とは異なり、固体および無水の硝酸イオンの予備として機能します。この化合物の特性と用途の多くは、カリウムカチオンではなく、硝酸アニオンによるものです。
上の画像は、針状のKNO 3結晶を示しています。KNO 3の自然な供給源は、Saltpeterまたはsalpetreという名前で知られている英語で、saltpeterです。この元素は、硝酸カリウムまたはニトロミネラルとしても知られています。
乾燥地帯や砂漠地帯、海綿状壁の皮疹にも見られます。KNO 3のもう1つの重要な原因は、乾燥した環境に生息する動物の排泄物であるグアノです。
化学構造
上の画像には、KNO 3の結晶構造が示されています。紫の球はK +イオンに対応し、赤と青はそれぞれ酸素と窒素原子です。結晶構造は室温で斜方晶型です。
アニオンNOの幾何3は、-三角形の頂点の酸素原子、およびその中央の窒素原子と、その三方晶平面です。窒素原子に1つの正の形式電荷、2つの酸素原子に2つの負の形式電荷(1-2 =(-1))があります。
NOのこれら2つの負の電荷3 - 3つの酸素原子間の非局在化は、常に窒素上に正電荷を維持します。ようにこの結果、イオンK +ガラス回避には、ちょうど上または窒素アニオン下でNO位置決め3 - 。
実際、この画像は、K +イオンが酸素原子である赤い球に囲まれている様子を示しています。結論として、これらの相互作用は結晶配置の原因です。
その他の結晶相
圧力や温度などの変数は、これらの配置を変更し、KNO 3のさまざまな構造フェーズ(フェーズI、II、III)を引き起こす可能性があります。たとえば、フェーズIIは図のフェーズですが、フェーズI(三角結晶構造)は、結晶が129℃まで加熱されると形成されます。
フェーズIIIはフェーズIの冷却から得られる遷移固体であり、強誘電性などのいくつかの重要な物理的特性を示すことが研究で示されています。このフェーズでは、結晶がカリウムと硝酸塩の層を形成し、イオン間の静電反発力に敏感になる可能性があります。
フェーズIII NOの層に3 -アニオンは任意の機械的擾乱の場合には、フェーズIIの構造となり、このような構成を可能にするために(わずかに三角形の曲線)は、それらの平面のほとんどを失います。
用途
塩は、産業、農業、食品などに現れる多くの人間の活動で使用されるため、非常に重要です。これらの用途には次のものがあります。
-食品、特に肉の保存。それがニトロソアミン(発がん性物質)の形成に関与しているという疑いにもかかわらず、それはまだデリカテッセンで使用されています。
-肥料、硝酸カリウムは植物の3つの主要栄養素のうちの2つを提供します:窒素とカリウム。リンとともに、この元素は植物の成長に必要です。つまり、それはこれらの栄養素の重要かつ管理可能な予備です。
-燃焼を加速し、可燃性物質が広範囲である場合、または細かく分割されている場合(表面積が大きく、反応性が高い場合)、爆発を引き起こすことができます。また、火薬の主成分のひとつです。
-伐採木から切り株を取り除くのを容易にします。硝酸塩は菌類が切り株を破壊するのに必要な窒素を供給します。
-歯磨き粉に配合することにより、歯の過敏症の軽減に関与し、寒さ、熱、酸、お菓子、または接触によって生じる歯の痛みを伴う感覚の保護を高めます。
-それは人間の血圧の調整に降圧剤として介入します。この効果は、ナトリウム排泄の変化と関係があるか、関連しています。治療の推奨用量は、40〜80 mEq /日のカリウムです。これに関して、硝酸カリウムは利尿作用を有することが指摘されている。
それはどのように行われますか?
硝酸塩のほとんどはチリの砂漠の鉱山で生産されています。それは様々な反応によって合成することができます:
NH 4 NO 3(aq)+ KOH(aq)=> NH 3(aq)+ KNO 3(aq)+ H 2 O(l)
硝酸カリウムは、非常に発熱反応で硝酸を水酸化カリウムで中和することによっても生成されます。
KOH(水溶液)+ HNO 3(濃度)=> KNO 3(水溶液)+ H 2 O(l)
工業規模では、硝酸カリウムは二重置換反応によって生成されます。
NaNO 3(水溶液)+ KCl(水溶液)=> NaCl(水溶液)+ KNO 3(水溶液)
KClの主な供給源は鉱物シルビンからであり、イオン性マグネシウムで構成されるカーナライトやカイナイトなどの他の鉱物からではありません。
物理的及び化学的性質
固体状態の硝酸カリウムは、白色の粉末として、または室温で斜方晶構造の結晶の形で、129 atCで三角関数として表示されます。それは101.1032 g / molの分子量を持ち、無臭で、エキサイティングな塩味があります。
イオン性であり、水分子がK +イオンを溶媒和する必要があるため、水に非常に溶けやすい化合物(316〜320 g /水1リットル、20℃)です。
その密度は25ºCで2.1 g / cm 3です。これは、水の密度の約2倍であることを意味します。
その融点(334ºC)及び沸点(400ºC)は、Kとの間のイオン結合を示すものである+及びNO 3 - 。ただし、他の塩に比べて結晶格子エネルギーが低いため(つまり、電荷±1の場合)、これらのサイズはあまり似ていません。
沸点(400 atC)に近い温度で分解し、亜硝酸カリウムと分子状酸素を生成します。
KNO 3(s)=> KNO 2(s)+ O 2(g)
参考文献
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