Structure de nitrate de potassium (KNO3), utilisations, propriétés

Le nitrate de potassium C'est un sel ternaire composé de potassium, de métal alcalin et de nitrate d'oxanion. Sa formule chimique est KNO₃, ce qui signifie que pour chaque K ion⁺, il y a un ion NO₃^-- interagir avec cela. Par conséquent, il s'agit d'un sel ionique et constitue l'un des nitrates alcalins (LiNO₃, NaNO₃, RbNO₃… ).

Le KNO₃ C'est un oxydant puissant dû à la présence de l'anion nitrate. C'est-à-dire qu'il fonctionne comme une réserve de nitrate solide et d'ions anhydres, contrairement à d'autres sels hautement solubles dans l'eau ou fortement hygroscopiques. Bon nombre des propriétés et utilisations de ce composé sont dues à l’anion nitrate plutôt qu’au cation.

Dans l'image ci-dessus, les cristaux KNO sont illustrés₃ avec des formes d'aiguille. La source naturelle de KNO₃ est le salpêtre, connu sous les noms Salpêtre o salpêtre, en anglais. Cet élément est également appelé nitrate de potassium ou nitro-minéral.

On le trouve dans les zones arides ou désertiques, ainsi que dans les efflorescences des parois caverneuses. Une autre source importante de KNO₃ est le guano, excrément d’animaux qui vivent dans des environnements secs.

Index

• 1 structure chimique
  • 1.1 Autres phases cristallines
• 2 utilisations
• 3 Comment ça se passe?
• 4 propriétés physiques et chimiques
• 5 références

Structure chimique

La structure cristalline du KNO est représentée dans l'image supérieure₃. Les sphères violettes correspondent aux ions K⁺, tandis que le rouge et le bleu sont les atomes d'oxygène et d'azote, respectivement. La structure cristalline est orthorhombique à température ambiante.

La géométrie de l'anion NO₃^- est celui d'un plan trigonal, avec les atomes d'oxygène aux sommets du triangle et l'atome d'azote en son centre. Il a une charge formelle positive sur l'atome d'azote et deux charges formelles négatives sur deux atomes d'oxygène (1-2 = (-1)).

Ces deux charges négatives de NO₃^- ils sont délocalisés parmi les trois atomes d'oxygène, en maintenant toujours la charge positive sur l'azote. En conséquence de ce qui précède, les ions K^-+ du cristal éviter de placer juste au-dessus ou au-dessous de l'azote des anions NO₃^-.

En fait, l'image montre comment les ions K⁺ ils sont entourés d'atomes d'oxygène, de sphères rouges. En conclusion, ces interactions sont responsables des arrangements cristallins.

Autres phases cristallines

Des variables telles que la pression et la température peuvent modifier ces dispositions et créer différentes phases structurelles pour le KNO.₃ (phases I, II et III). Par exemple, la phase II est celle de l'image, tandis que la phase I (à structure cristalline trigonale) se forme lorsque les cristaux sont chauffés à 129 ° C.

La phase III est un solide de transition obtenu à partir du refroidissement de la phase I et certaines études ont montré qu’il présente des propriétés physiques importantes, telles que la ferroélectricité. Dans cette phase, le cristal forme des couches de potassium et de nitrates, éventuellement sensibles aux répulsions électrostatiques entre les ions.

Dans les couches de la phase III, les anions NE SONT PAS₃^- ils perdent un peu de leur planéité (le triangle se courbe légèrement) pour permettre cette disposition qui, avant toute perturbation mécanique, devient la structure de la phase II.

Utilise

Le sel est d'une grande importance car il est utilisé dans de nombreuses activités de l'homme, qui se manifestent dans l'industrie, l'agriculture, l'alimentation, etc. Parmi ces utilisations, les suivantes se distinguent:

- la conservation des aliments, en particulier de la viande. En dépit de la suspicion qu’elle est impliquée dans la formation de nitrosamine (agent cancérigène), elle est encore utilisée dans la charcuterie.

- Engrais, car le nitrate de potassium fournit deux des trois macronutriments des plantes: l’azote et le potassium. Avec le phosphore, cet élément est nécessaire au développement des plantes. C'est-à-dire qu'il s'agit d'une réserve importante et gérable de ces nutriments.

- Il accélère la combustion, pouvant produire des explosions si le matériau combustible est étendu ou s'il est finement divisé (plus grande surface, plus grande réactivité). En outre, il est l'un des principaux composants de la poudre à canon.

- Il facilite l'élimination des souches des arbres abattus. Le nitrate fournit l'azote nécessaire aux champignons pour détruire le bois des souches.

- Il intervient dans la réduction de la sensibilité dentaire par son incorporation dans les dentifrices, ce qui augmente la protection aux sensations douloureuses de la dent produite par le froid, la chaleur, l'acide, le sucré ou le contact.

- Il agit comme un hypotenseur dans la régulation de la pression artérielle chez l'homme. Cet effet serait donné ou lié à une modification de l'excrétion de sodium. La dose recommandée dans le traitement est de 40 à 80 mEq / jour de potassium. À cet égard, il est souligné que le nitrate de potassium aurait une action diurétique.

Comment ça se fait?

La majeure partie du nitrate est produite dans les mines des déserts du Chili. Il peut être synthétisé par plusieurs réactions:

NH₄NON₃ (ac) + KOH (ac) => NH₃ (ac) + KNO₃ (ac) + H₂O (l)

Le nitrate de potassium est également produit en neutralisant l'acide nitrique avec de l'hydroxyde de potassium dans une réaction hautement exothermique.

KOH (ac) + HNO₃(conc) => KNO₃ (ac) + H₂O (l)

À l'échelle industrielle, le nitrate de potassium est produit par une réaction à double déplacement.

NaNO₃ (ac) + KCl (ac) => NaCl (ac) + KNO₃ (ac)

La principale source de KCl est le minéral silvin, et non d'autres minéraux tels que la carnallite ou la caïnite, qui sont également composés de magnésium ionique.

Propriétés physiques et chimiques

Le nitrate de potassium à l'état solide se présente sous forme de poudre blanche ou sous forme de cristaux de structure orthohombique à température ambiante et trigonale à 129 ° C. Il a un poids moléculaire de 101.1032 g / mol, est inodore et a un goût salin âcre.

C'est un composé très soluble dans l'eau (316-320 g / litre d'eau, à 20 ° C), en raison de sa nature ionique et de la facilité des molécules d'eau à solvater l'ion K⁺.

Sa densité est de 2,1 g / cm³ à 25 ° C Cela signifie qu'il est environ deux fois plus dense que l'eau.

Son point de fusion (334 ° C) et son point d’ébullition (400 ° C) indiquent les liaisons ioniques entre K⁺ et non₃^-. Cependant, ils sont faibles comparés à d'autres sels, car l'énergie du réseau cristallin est plus faible pour les ions monovalents (c.-à-d. Avec des charges ± 1), et a également des tailles qui ne sont pas très similaires.

Il se décompose à une température proche du point d'ébullition (400 ° C) pour produire du nitrite de potassium et de l'oxygène moléculaire:

KNO₃(s) => KNO₂(s) + O₂g)

Références

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