- Estrutura química
- Outras fases cristalinas
- Formulários
- Como se faz?
- Propriedades físicas e químicas
- Referências
O nitrato de potássio é um metal alcalino e o sal do composto ternário de nitrato oxoanion de potássio. A sua fórmula química é KNO 3, o que significa que para cada ião K +, não é um ião NO 3 - interagir com este. Portanto, é um sal iônico e constitui um dos nitratos alcalinos (LiNO 3, NaNO 3, RBNO 3…).
O KNO 3 é um forte agente oxidante devido à presença do ânion nitrato. Ou seja, funciona como reserva para íons de nitrato sólido e anidro, ao contrário de outros sais altamente solúveis em água ou altamente higroscópicos. Muitas das propriedades e utilizações deste composto são devidas ao ânion nitrato, ao invés do cátion potássio.
Os cristais KNO 3 com formato de agulha são ilustrados na imagem acima. A fonte natural do KNO 3 é o salitre, conhecido pelos nomes de salitre ou salitre, em inglês. Este elemento também é conhecido como nitrato de potássio ou nitro mineral.
É encontrada em áreas áridas ou desérticas, bem como eflorescências de paredes cavernosas. Outra fonte importante de KNO 3 é o guano, excremento de animais que habitam ambientes secos.
Estrutura química
Na imagem superior, a estrutura cristalina de KNO 3 é representada. As esferas roxas correspondem aos íons K +, enquanto as vermelhas e azuis são os átomos de oxigênio e nitrogênio, respectivamente. A estrutura cristalina é do tipo ortorrômbico à temperatura ambiente.
A geometria do ânion NO 3 - é a de um plano trigonal, com os átomos de oxigênio nos vértices do triângulo e o átomo de nitrogênio no centro. Ele tem uma carga formal positiva no átomo de nitrogênio e duas cargas formais negativas em dois átomos de oxigênio (1-2 = (-1)).
Essas duas cargas negativas de NO 3 - deslocalizam-se entre os três átomos de oxigênio, sempre mantendo a carga positiva no nitrogênio. Como um resultado disso, os iões K + na evitar vidro posicionada por cima ou sob aniões de azoto NO 3 -.
Na verdade, a imagem demonstra como os íons K + são circundados pelos átomos de oxigênio, as esferas vermelhas. Em conclusão, essas interações são responsáveis pelos arranjos de cristal.
Outras fases cristalinas
Variáveis como pressão e temperatura podem modificar esses arranjos e originar diferentes fases estruturais do KNO 3 (fases I, II e III). Por exemplo, a fase II é a da imagem, enquanto a fase I (com estrutura cristalina trigonal) é formada quando os cristais são aquecidos até 129 ºC.
A fase III é um sólido transicional obtido a partir do resfriamento da fase I, e alguns estudos têm mostrado que ele exibe algumas propriedades físicas importantes, como ferroeletricidade. Nesta fase, o cristal forma camadas de potássio e nitratos, possivelmente sensíveis às repulsões eletrostáticas entre os íons.
Nas camadas da fase III os ânions NO 3 - perdem um pouco de sua planaridade (o triângulo se curva ligeiramente) para permitir esse arranjo, que, no caso de qualquer distúrbio mecânico, passa a ser a estrutura da fase II.
Formulários
O sal é de grande importância, pois é utilizado em muitas atividades humanas, que se manifestam na indústria, agricultura, alimentação, etc. Esses usos incluem o seguinte:
- A preservação de alimentos, especialmente carnes. Apesar da suspeita de estar envolvido na formação da nitrosamina (um agente cancerígeno), ainda é utilizado em delicatessens.
- Fertilizante, porque o nitrato de potássio fornece dois dos três macronutrientes nas plantas: nitrogênio e potássio. Junto com o fósforo, esse elemento é necessário para o desenvolvimento das plantas. Ou seja, é uma reserva importante e administrável desses nutrientes.
- Acelera a combustão, podendo produzir explosões se o material combustível for extenso ou finamente dividido (maior superfície, maior reatividade). Além disso, é um dos principais componentes da pólvora.
- Facilita a remoção de tocos de árvores derrubadas. O nitrato fornece o nitrogênio necessário para que os fungos destruam a madeira do toco.
- Intervém na redução da sensibilidade dental através de sua incorporação em dentifrícios, o que aumenta a proteção às sensações dolorosas do dente produzidas pelo frio, calor, ácido, doces ou contato.
- Atua como hipotensor na regulação da pressão arterial em humanos. Este efeito seria dado ou relacionado com uma alteração na excreção de sódio. A dose recomendada no tratamento é de 40-80 mEq / dia de potássio. Nesse sentido, destaca-se que o nitrato de potássio teria ação diurética.
Como se faz?
A maior parte do nitrato é produzida nas minas dos desertos do Chile. Ele pode ser sintetizado por várias reações:
NH 4 NO 3 (aq) + KOH (aq) => NH 3 (aq) + KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
O nitrato de potássio também é produzido pela neutralização do ácido nítrico com hidróxido de potássio em uma reação altamente exotérmica.
KOH (aq) + HNO 3 (conc) => KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Em escala industrial, o nitrato de potássio é produzido por uma reação de duplo deslocamento.
NaNO 3 (aq) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO 3 (aq)
A principal fonte de KCl é do mineral silvina, e não de outros minerais como a carnalita ou a cainita, que também são compostos de magnésio iônico.
Propriedades físicas e químicas
O nitrato de potássio no estado sólido apresenta-se na forma de um pó branco ou em forma de cristais com estrutura ortorrômbica à temperatura ambiente e trigonal a 129 ºC. Tem um peso molecular de 101,1032 g / mol, é inodoro e possui um sabor salino acre.
É um composto muito solúvel em água (316-320 g / litro de água, a 20 ºC), devido à sua natureza iônica e à facilidade que as moléculas de água têm para solvatar o íon K +.
Sua densidade é de 2,1 g / cm 3 a 25 ºC. Isso significa que é aproximadamente duas vezes mais denso que a água.
Seus pontos de fusão (334 ºC) e pontos de ebulição (400 ºC) são indicativos das ligações iônicas entre K + e NO 3 -. No entanto, eles são baixos em comparação com os de outros sais, porque a energia da rede cristalina é menor para íons monovalentes (ou seja, com cargas ± 1), e eles também não têm tamanhos muito semelhantes.
Ele se decompõe a uma temperatura próxima ao ponto de ebulição (400 ºC) para produzir nitrito de potássio e oxigênio molecular:
KNO 3 (s) => KNO 2 (s) + O 2 (g)
Referências
- Pubchem. (2018). Nitrato de potássio. Obtido em 12 de abril de 2018, em: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29 de setembro de 2017). Fatos sobre salitre ou nitrato de potássio. Obtido em 12 de abril de 2018, em: Thoughtco.com
- K. Nimmo e BW Lucas. (22 de maio de 1972). Conformação e orientação de NO3 em nitrato de potássio da fase α. Nature Physical Science 237, 61-63.
- Adam Rędzikowski. (8 de abril de 2017). Cristais de nitrato de potássio.. Obtido em 12 de abril de 2018, em:
- Acta Cryst. (2009). Crescimento e refinamento de cristal único de nitrato de potássio de fase III, KNO 3. B65, 659-663.
- Marni Wolfe. (03 de outubro de 2017). Riscos de nitrato de potássio. Obtido em 12 de abril de 2018, em: livestrong.com
- Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). O nitro mineral. Obtido em 12 de abril de 2018, em: galleries.com