- Structure chimique
- Autres phases cristallines
- Applications
- Comment ça se fait?
- Proprietes physiques et chimiques
- Références
Le nitrate de potassium est un métal alcalin et le sel de composé ternaire de nitrate oxoanion potassique. Sa formule chimique est KNO 3, ce qui signifie que pour chaque ion K +, il est un ion NO 3 - l' interaction avec ce produit. Par conséquent, il est un sel ionique et constitue l' un des nitrate alcalin (LiNO 3, NaNO 3, RBNO 3…).
KNO 3 est un agent oxydant puissant en raison de la présence de l'anion nitrate. Autrement dit, il fonctionne comme une réserve pour les ions nitrate solides et anhydres, contrairement à d'autres sels hautement solubles dans l'eau ou hautement hygroscopiques. De nombreuses propriétés et utilisations de ce composé sont dues à l'anion nitrate plutôt qu'au cation potassium.
Les cristaux KNO 3 avec des formes d'aiguilles sont illustrés dans l'image ci-dessus. La source naturelle de KNO 3 est le salpêtre, connu sous les noms de salpêtre ou salpêtre, en anglais. Cet élément est également connu sous le nom de nitrate de potasse ou nitro minéral.
On le trouve dans les zones arides ou désertiques, ainsi que dans l'efflorescence des parois caverneuses. Une autre source importante de KNO 3 est le guano, les excréments d'animaux qui vivent dans des environnements secs.
Structure chimique
Dans l'image du haut, la structure cristalline de KNO 3 est représentée. 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 de type orthorhombique à température ambiante.
La géométrie de l'anion NO 3 - est celle 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 NO 3 - se délocalisent entre les trois atomes d'oxygène, en maintenant toujours la charge positive sur l'azote. Comme un résultat de ceci, les ions K + dans le verre éviter positionnées juste au- dessus ou sous anions d'azote NO 3 -.
En fait, l'image montre comment les ions K + sont entourés par les atomes d'oxygène, les 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 arrangements et engendrer différentes phases structurelles pour 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 jusqu'à 129 ° C.
La phase III est un solide de transition qui est 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 NO 3 - perdent un peu de leur planarité (le triangle se courbe légèrement) pour permettre cette disposition qui, en cas de perturbation mécanique, devient la structure de la phase II.
Applications
Le sel est d'une grande importance car il est utilisé dans de nombreuses activités humaines, qui se manifestent dans l'industrie, l'agriculture, l'alimentation, etc. Ces utilisations comprennent les suivantes:
- La conservation des aliments, notamment de la viande. Malgré le soupçon qu'il est impliqué dans la formation de nitrosamine (un agent cancérigène), il est toujours utilisé dans les épiceries fines.
- Engrais, car le nitrate de potassium fournit deux des trois macronutriments dans les plantes: l'azote et le potassium. Avec le phosphore, cet élément est nécessaire au développement des plantes. Autrement dit, il s'agit d'une réserve importante et gérable de ces nutriments.
- Accélère la combustion, pouvant produire des explosions si le matériau combustible est extensif ou s'il est finement divisé (plus grande surface, plus grande réactivité). De plus, c'est l'un des principaux composants de la poudre à canon.
- Facilite l'élimination des souches d'arbres abattus. Le nitrate fournit l'azote nécessaire aux champignons pour détruire le bois de souche.
- Il intervient dans la réduction de la sensibilité dentaire par son incorporation dans les dentifrices, ce qui augmente la protection des sensations douloureuses de la dent produites par le froid, la chaleur, l'acide, les bonbons ou le contact.
- Il intervient comme 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. A cet égard, il est précisé 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 diverses réactions:
NH 4 NO 3 (aq) + KOH (aq) => NH 3 (aq) + KNO 3 (aq) + H 2 O (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 (aq) + HNO 3 (conc) => KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
A l'échelle industrielle, le nitrate de potassium est produit par une réaction de double déplacement.
NaNO 3 (aq) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO 3 (aq)
La principale source de KCl provient du silvin minéral, et non d'autres minéraux tels que la carnalite ou la caïnite, qui sont également composés de magnésium ionique.
Proprietes 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 orthorhombique à température ambiante et trigonale à 129 ºC. Il a un poids moléculaire de 101,1032 g / mol, est inodore et a un goût salin acide.
C'est un composé très soluble dans l'eau (316-320 g / litre d'eau, à 20 ºC), en raison de sa nature ionique et de la facilité qu'ont les molécules d'eau à solvater l'ion K +.
Sa densité est de 2,1 g / cm 3 à 25 ºC. Cela signifie qu'il est environ deux fois plus dense que l'eau.
Leurs points de fusion (334 ºC) et d'ébullition (400 ºC) sont indicatifs des liaisons ioniques entre K + et NO 3 -. Cependant, ils sont faibles par rapport à ceux d'autres sels, car l'énergie du réseau cristallin est plus faible pour les ions monovalents (c'est-à-dire avec ± 1 charges) et ils ont également des tailles peu similaires.
Il se décompose à une température proche du point d'ébullition (400 ºC) pour produire du nitrite de potassium et de l'oxygène moléculaire:
KNO 3 (s) => KNO 2 (s) + O 2 (g)
Références
- Pubchem. (2018). Nitrate de potassium. Extrait le 12 avril 2018 de: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29 septembre 2017). Faits sur le salpêtre ou le nitrate de potassium. Extrait le 12 avril 2018 de: thinkco.com
- K. Nimmo et BW Lucas. (22 mai 1972). Conformation et orientation du NO3 dans le nitrate de potassium en phase α. Nature Physical Science 237, 61–63.
- Adam Rędzikowski. (8 avril 2017). Cristaux de nitrate de potassium.. Extrait le 12 avril 2018 de:
- Acta Cryst. (2009). Croissance et raffinement monocristallin du nitrate de potassium de phase III, KNO 3. B65, 659-663.
- Marni Wolfe. (03 octobre 2017). Risques de nitrate de potassium. Extrait le 12 avril 2018 de: livestrong.com
- Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). La nitre minérale. Récupéré le 12 avril 2018 sur: galleries.com