و نترات البوتاسيوم هو القلوي المعدنية، ونترات البوتاسيوم oxoanion الثلاثي الملح مركب. تركيبته الكيميائية هي كنو 3 ، وهو ما يعني أن كل أيون K + ، هناك هو أيون NO 3 - التفاعل مع هذا. وبالتالي، فإنه هو الملح الأيونية ويشكل واحدا من نترات القلوي (لينو 3 ، نانو 3 ، RBNO 3…).
KNO 3 هو عامل مؤكسد قوي بسبب وجود أنيون النترات. أي أنها تعمل كاحتياطي لأيونات النترات الصلبة واللامائية ، على عكس الأملاح الأخرى عالية الذوبان في الماء أو عالية الرطوبة. العديد من خصائص واستخدامات هذا المركب ترجع إلى أنيون النترات ، وليس كاتيون البوتاسيوم.
يتم توضيح بلورات KNO 3 ذات أشكال الإبرة في الصورة أعلاه. المصدر الطبيعي لـ KNO 3 هو الملح الصخري ، المعروف باسم Saltpeter أو salpetre ، باللغة الإنجليزية. يُعرف هذا العنصر أيضًا باسم نترات البوتاس أو معدن النيترو.
توجد في المناطق القاحلة أو الصحراوية ، وكذلك تزهر من الجدران الكهفية. مصدر آخر مهم لـ KNO 3 هو ذرق الطائر ، فضلات الحيوانات التي تعيش في البيئات الجافة.
التركيب الكيميائي
في الصورة العليا ، يتم تمثيل التركيب البلوري لـ KNO 3. تتوافق الكرات الأرجوانية مع أيونات K + ، بينما الأحمر والأزرق هما ذرات الأكسجين والنيتروجين ، على التوالي. التركيب البلوري من النوع المعيني في درجة حرارة الغرفة.
هندسة الأنيون NO 3 - هي هندسة المستوى المثلثي ، مع ذرات الأكسجين عند رؤوس المثلث ، وذرة النيتروجين في مركزه. لها شحنة رسمية موجبة واحدة على ذرة النيتروجين ، وشحنتين رسميتين سلبيتين على ذرتين من الأكسجين (1-2 = (-1)).
هاتان الشحنتان السالبتان من NO 3 - تفصل بين ذرات الأكسجين الثلاث ، وتحافظ دائمًا على الشحنة الموجبة على النيتروجين. كما و نتيجة لذلك، فإن أيونات K + في تجنب الزجاج وضعه فوق فقط أو تحت الأنيونات النيتروجين NO 3 -.
في الواقع ، توضح الصورة كيف تُحاط أيونات K + بذرات الأكسجين ، الكرات الحمراء. في الختام ، هذه التفاعلات مسؤولة عن الترتيبات البلورية.
مراحل بلورية أخرى
يمكن للمتغيرات مثل الضغط ودرجة الحرارة تعديل هذه الترتيبات وإنشاء مراحل هيكلية مختلفة لـ KNO 3 (المراحل الأولى والثانية والثالثة). على سبيل المثال ، المرحلة الثانية هي تلك الخاصة بالصورة ، بينما تتشكل المرحلة الأولى (ذات البنية البلورية المثلثية) عندما يتم تسخين البلورات حتى 129 درجة مئوية.
المرحلة الثالثة عبارة عن مادة صلبة انتقالية يتم الحصول عليها من تبريد المرحلة الأولى ، وقد أظهرت بعض الدراسات أنها تظهر بعض الخصائص الفيزيائية المهمة ، مثل الطاقة الفيروكهربائية. في هذه المرحلة تشكل البلورة طبقات من البوتاسيوم والنترات ، ربما تكون حساسة للتنافر الكهروستاتيكي بين الأيونات.
في طبقات المرحلة الثالثة من NO 3 - الأنيونات تفقد قليلا من بلاناريتي الخاصة بهم (منحنيات مثلث قليلا) للسماح هذا الترتيب، والتي، في حال وجود أي اضطراب ميكانيكي، ويصبح هيكل المرحلة الثانية.
التطبيقات
يعتبر الملح ذا أهمية كبيرة حيث يتم استخدامه في العديد من الأنشطة البشرية والتي تتجلى في الصناعة والزراعة والأغذية وغيرها. تشمل هذه الاستخدامات ما يلي:
- المحافظة على الغذاء وخاصة اللحوم. على الرغم من الاشتباه في أنه متورط في تكوين النيتروزامين (عامل مسرطنة) ، فإنه لا يزال يستخدم في الأطعمة الخفيفة.
- سماد ، لأن نترات البوتاسيوم توفر اثنين من ثلاثة مغذيات كبيرة في النباتات: النيتروجين والبوتاسيوم. إلى جانب الفوسفور ، يعد هذا العنصر ضروريًا لنمو النباتات. وهذا يعني أنه احتياطي مهم ويمكن التحكم فيه من هذه العناصر الغذائية.
- يسرع الاحتراق ، ويكون قادرًا على إحداث انفجارات إذا كانت المادة القابلة للاحتراق واسعة النطاق أو إذا كانت مقسمة بدقة (مساحة سطح أكبر ، تفاعل أكبر). بالإضافة إلى ذلك ، فهو أحد المكونات الرئيسية للبارود.
- يسهل إزالة جذوع الأشجار المقطوعة. توفر النترات النيتروجين اللازم للفطريات لتدمير جذوع الأشجار.
- يتدخل في تقليل حساسية الأسنان من خلال إدماجه في معاجين الأسنان مما يزيد من الحماية للأحاسيس المؤلمة للأسنان الناتجة عن البرودة أو الحرارة أو الأحماض أو الحلويات أو الملامسة.
- يتدخل كخفض ضغط الدم في تنظيم ضغط الدم عند الإنسان. سيعطى هذا التأثير أو يرتبط مع تغيير في إفراز الصوديوم. الجرعة الموصى بها في العلاج 40-80 ميلي مكافئ / يوم من البوتاسيوم. في هذا الصدد ، يشار إلى أن نترات البوتاسيوم سيكون لها عمل مدر للبول.
كيف يتم ذلك؟
يتم إنتاج معظم النترات في مناجم الصحاري في تشيلي. يمكن تصنيعه من خلال ردود الفعل المختلفة:
NH 4 NO 3 (aq) + KOH (aq) => NH 3 (aq) + KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
يتم إنتاج نترات البوتاسيوم أيضًا عن طريق معادلة حمض النيتريك بهيدروكسيد البوتاسيوم في تفاعل طارد للحرارة بدرجة عالية.
KOH (aq) + HNO 3 (conc) => KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
على المستوى الصناعي ، يتم إنتاج نترات البوتاسيوم عن طريق تفاعل إزاحة مزدوجة.
NaNO 3 (aq) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO 3 (aq)
المصدر الرئيسي لـ KCl هو معدن السيلفين ، وليس من معادن أخرى مثل الكارنياليت أو الكاينايت ، والتي تتكون أيضًا من المغنيسيوم الأيوني.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
تظهر نترات البوتاسيوم في الحالة الصلبة كمسحوق أبيض أو على شكل بلورات ذات هيكل معيني في درجة حرارة الغرفة ، ومثلثة عند 129 درجة مئوية. له وزن جزيئي 101.1032 جم / مول ، عديم الرائحة ، وله طعم ملحي لاذع.
إنه مركب شديد الذوبان في الماء (316-320 جم / لتر من الماء ، عند 20 درجة مئوية) ، بسبب طبيعته الأيونية وسهولة جزيئات الماء في إذابة أيون K +.
كثافته 2.1 جم / سم 3 عند 25 درجة مئوية. هذا يعني أنه يكاد يكون ضعف كثافة الماء.
تشير نقاط انصهارها (334 درجة مئوية) ونقاط الغليان (400 درجة مئوية) إلى الروابط الأيونية بين K + و NO 3 -. ومع ذلك ، فهي منخفضة مقارنةً بالأملاح الأخرى ، لأن طاقة الشبكة البلورية أقل للأيونات أحادية التكافؤ (أي مع ± 1 شحنة) ، كما أنها ليست ذات أحجام متشابهة جدًا.
يتحلل عند درجة حرارة قريبة من نقطة الغليان (400 درجة مئوية) لإنتاج نتريت البوتاسيوم والأكسجين الجزيئي:
KNO 3 (ق) => KNO 2 (ق) + O 2 (ز)
المراجع
- بوبكيم. (2018). نترات البوتاسيوم. تم الاسترجاع في 12 أبريل 2018 من: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
- آن ماري هيلمنستين ، دكتوراه. (29 سبتمبر 2017). حقائق الملح الصخري أو نترات البوتاسيوم. تم الاسترجاع في 12 أبريل 2018 ، من: thinkco.com
- K. Nimmo & BW Lucas. (22 مايو 1972). تشكيل وتوجيه NO3 في نترات البوتاسيوم ألفا المرحلة. Nature Physical Science 237، 61-63.
- آدم رودزيكوفسكي. (8 أبريل 2017). بلورات نترات البوتاسيوم.. تم الاسترجاع في 12 أبريل 2018 من:
- اكتا كريست. (2009). نمو وصقل بلورة أحادية من نترات البوتاسيوم في المرحلة الثالثة ، KNO 3. ب 65 ، 659-663.
- مارني وولف. (03 أكتوبر 2017). مخاطر نترات البوتاسيوم. تم الاسترجاع في 12 أبريل 2018 ، من: livestrong.com
- Amethyst Galleries ، Inc. (1995-2014). نيتير المعدنية. تم الاسترجاع في 12 أبريل 2018 ، من: galleries.com