אשלגן חנקתי הוא אלקלי מתכת, ניטרט oxoanion אשלגן משולשת מלח תרכובת. הנוסחה הכימית שלה הוא KNO 3 , כלומר עבור כל יון K + , שם הוא יון NO 3 - אינטראקציה עם זה. לכן, מדובר מלח יוני ומהווה אחד חנק אלקלי (לינו 3 , ננו 3 , RBNO 3 …).
KNO 3 הוא חומר חמצון חזק בגלל נוכחות אניון החנקתי. כלומר, הוא מתפקד כשמורה עבור יוני ניטראט מוצקים ונטולי מים, בניגוד למלחים אחרים מסיסים במים או היגרוסקופיים במיוחד. רבים מהתכונות והשימושים של תרכובת זו נובעים מאניית החנקה ולא מהקטיון האשלגן.
גבישים KNO 3 עם צורות מחט מאויירים בתמונה למעלה . המקור הטבעי של KNO 3 הוא saltpeter, הידוע בשמות Saltpeter או salpetre, באנגלית. אלמנט זה ידוע גם בשם ניטראט אשלג או מינרל ניטרו.
הוא נמצא באזורים צחיחים או מדבריים, כמו גם ספיחה מפירות קירות. מקור חשוב נוסף ל- KNO 3 הוא גואנו, צומת בעלי החיים המאכלסים סביבות יבשות.
מבנה כימי
בתמונה העליונה מיוצג מבנה הגביש של KNO 3 . הכדוריות הסגולות תואמות את יוני K + ואילו האדום והכחול הם אטומי החמצן והחנקן בהתאמה. המבנה הגבישי הוא מהסוג האורתורומבי בטמפרטורת החדר.
הגיאומטריה של האניון NO 3 - היא של מישור טריגונאלי, עם אטומי החמצן בקודקודי המשולש, ואטום החנקן במרכזו. יש לו מטען פורמלי חיובי אחד על אטום החנקן, ושני מטענים פורמליים שליליים על שני אטומי חמצן (1-2 = (-1)).
שני המטענים השליליים הללו של NO 3 - ממקמים מחדש בין שלושת אטומי החמצן, ושומרים תמיד על המטען החיובי על החנקן. כפי מכך, יוני K + בתוך להימנע זכוכית שמוצב ממש מעל או מתחת אניוני חנקן NO 3 - .
למעשה, התמונה מדגימה כיצד יוני K + מוקפים באטומי החמצן, הכדוריות האדומות. לסיכום, אינטראקציות אלה אחראיות לסידורי הקריסטל.
שלבים גבישיים אחרים
משתנים כמו לחץ וטמפרטורה יכולים לשנות סידורים אלה ולהגיע לשלבים מבניים שונים עבור KNO 3 (שלבים I, II ו- III). לדוגמא, שלב II הוא זה של התמונה, בעוד שלב I (עם מבנה גביש טריגונאלי) נוצר כאשר הגבישים מחוממים עד 129 מעלות צלזיוס.
שלב III הוא מוצק מעבר שמתקבל מקירור שלב I, וכמה מחקרים הראו שהוא מציג כמה תכונות פיזיקליות חשובות, כמו למשל אלקטרואליות. בשלב זה הקריסטל יוצר שכבות של אשלגן וחנקות, ואולי רגישות לדחייה אלקטרוסטטית בין היונים.
בשכבות שלב III האניונים NO 3 - מאבדים מעט מהפלנטריות שלהם (המשולש מתעקל מעט) כדי לאפשר סידור זה, אשר במקרה של הפרעה מכנית כלשהי, הופך למבנה של שלב II.
יישומים
למלח חשיבות רבה מכיוון שהוא משמש בפעילויות אנושיות רבות המתבטאות בתעשייה, בחקלאות, באוכל וכו '. שימושים אלה כוללים את הדברים הבאים:
- שימור מזון, בעיקר בשר. למרות החשד שהוא מעורב ביצירת ניטרוסמין (חומר מסרטן), הוא עדיין משמש במעדניות.
- דשן, מכיוון שאשלגן חנקתי מספק שניים משלושת המזרקים המשתנים בצמחים: חנקן ואשלגן. יחד עם זרחן, אלמנט זה נחוץ להתפתחות צמחים. כלומר, מדובר בשמורה חשובה וניתנת לניהול של חומרים מזינים אלה.
- מאיץ בעירה, היכולת לייצר פיצוצים אם החומר הדליק הוא נרחב או אם הוא מחולק דק (שטח פנים גדול יותר, תגובתיות רבה יותר). בנוסף, זהו אחד המרכיבים העיקריים של אבק שריפה.
- מקל על פינוי גזעים מעצים שנפלו. החנקה מספקת את החנקן הדרוש לפטריות להשמדת עץ גדם.
- הוא מתערב בהפחתת הרגישות לשיניים דרך שילובו במשחות שיניים, מה שמגביר את ההגנה על התחושות הכואבות של השן הנוצרת כתוצאה מקור, חום, חומצה, ממתקים או מגע.
- זה מתערב כמתן לחץ דם בוויסות לחץ הדם אצל בני אדם. השפעה זו ניתנת או קשורה זה לזה בשינוי הפרשת הנתרן. המינון המומלץ בטיפול הוא 40-80 מגה ליום של אשלגן. בעניין זה מצוין כי לאשלגן חנקתי תהיה פעולה משתן.
איך זה נעשה?
עיקר החנקה מיוצר במכרות המדבריות בצ'ילה. זה יכול להיות מסונתז על ידי תגובות שונות:
NH 4 NO 3 (aq) + KOH (aq) => NH 3 (aq) + KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
אשלגן חנקתי מיוצר גם על ידי נטרול חומצה חנקתית עם אשלגן הידרוקסיד בתגובה אקזוטית מאוד.
KOH (aq) + HNO 3 (conc) => KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
בקנה מידה תעשייתי, אשלגן חנקתי מיוצר על ידי תגובה עקירה כפולה.
NaNO 3 (aq) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO 3 (aq)
המקור העיקרי ל- KCl הוא מהמינרל הסילווין, ולא ממינרלים אחרים כמו קרנליט או קינאטין, המורכבים גם הם ממגנזיום יוני.
תכונות פיזיקליות וכימיות
אשלגן חנקתי במצב מוצק מופיע כאבקה לבנה או בצורה של גבישים עם מבנה אורתורומבי בטמפרטורת החדר, וטריגונלית בטמפרטורה של 129 מעלות צלזיוס. יש לו משקל מולקולרי של 101.1032 גרם / מול, הוא חסר ריח ובעל טעם מלוח חריף.
זוהי תרכובת מסיסה מאוד במים (316-320 גר '/ ליטר מים, 20 מעלות צלזיוס), בגלל אופיה היוני והקלות שיש למולקולות מים לפותר את יון ה- K + .
הצפיפות שלו היא 2.1 גרם / ס"מ 3 בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס. המשמעות היא שהם צפופים בערך פי שניים כמו מים.
נקודות ההיתוך שלהם (334 מעלות צלזיוס) ונקודות הרתיחה (400 מעלות צלזיוס) מעידות על הקשרים היוניים בין K + ו- NO 3 - . עם זאת, הם נמוכים בהשוואה לאלה של מלחים אחרים, מכיוון שאנרגיית הסריג הגבישית נמוכה יותר עבור יוני מונוליטי (כלומר, עם מטענים ± 1), וגם להם גדלים לא דומים במיוחד.
זה מתפרק בטמפרטורה הקרובה לנקודת הרתיחה (400 ºC) לייצור אשלגן ניטריט וחמצן מולקולרי:
KNO 3 (ים) => KNO 2 (ים) + O 2 (g)
הפניות
- Pubchem. (2018). אשלגן חנקתי. הוחזר ב- 12 באפריל 2018 מ: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
- אן מארי הלמנסטין, דוקטורט. (29 בספטמבר 2017). עובדות מלח או אשלגן חנקתי. הוחזר ב- 12 באפריל 2018 מ: thoughtco.com
- ק. נימו ו- BW לוקאס. (22 במאי 1972). קונפורמציה ואוריינטציה של NO3 בחנקת אשלגן א-פאזי. מדעי הפיסיקה של הטבע 237, 61–63.
- אדם רדז'יקובסקי. (8 באפריל 2017). גבישי אשלגן חנקתי. . הוחזר ב- 12 באפריל 2018, מתוך: https://commons.wikimedia.org
- אקטה קריסטל. (2009). גידול ועידון חד-גבישי של שלב III אשלגן חנקתי, KNO 3 . B65, 659-663.
- מרני וולף. (03 באוקטובר 2017). סיכוני ניטראט אשלגן. הוחזר ב- 12 באפריל 2018 מ: livestrong.com
- גלריות אמטיסט, בע"מ (1995-2014). ניטר המינרלים. הוחזר ב- 12 באפריל 2018 מ: galleries.com