The kalium nitrat adalah logam alkali, dan nitrat oxoanion kalium terner garam senyawa. Rumus kimia adalah KNO 3 , yang berarti bahwa untuk setiap ion K + , ada adalah ion NO 3 - berinteraksi dengan ini. Oleh karena itu, garam ionik dan merupakan salah satu nitrat alkali (Lino 3 , NaNO 3 , RBNO 3 …).
KNO 3 adalah agen pengoksidasi kuat karena adanya anion nitrat. Artinya, ia berfungsi sebagai cadangan ion nitrat padat dan anhidrat, tidak seperti garam yang sangat larut dalam air atau sangat higroskopis. Banyak dari sifat dan kegunaan senyawa ini disebabkan oleh anion nitrat, bukan kation kalium.
Kristal KNO 3 dengan bentuk jarum diilustrasikan pada gambar di atas . Sumber alami KNO 3 adalah sendawa, yang dikenal dengan nama Saltpeter atau salpetre, dalam bahasa Inggris. Unsur ini juga dikenal sebagai kalium nitrat atau mineral nitro.
Itu ditemukan di daerah kering atau gurun, serta mekar dari dinding gua. Sumber penting lain dari KNO 3 adalah guano, kotoran hewan yang menghuni lingkungan kering.
Struktur kimia
Pada gambar atas struktur kristal KNO 3 diwakili . Bola ungu berhubungan dengan ion K + , sedangkan merah dan biru masing-masing adalah atom oksigen dan nitrogen. Struktur kristal merupakan tipe ortorombik pada suhu kamar.
Geometri dari anion NO 3 - adalah geometri bidang trigonal, dengan atom oksigen berada di simpul segitiga, dan atom nitrogen di pusatnya. Ia memiliki satu muatan formal positif pada atom nitrogen, dan dua muatan formal negatif pada dua atom oksigen (1-2 = (-1)).
Kedua muatan negatif NO 3 ini - berdelokalisasi di antara tiga atom oksigen, selalu menjaga muatan positif pada nitrogen. Sebagai sebuah hasil dari ini, ion-ion K + dalam menghindari kaca diposisikan hanya atas atau di bawah anion nitrogen NO 3 - .
Faktanya, gambar tersebut menunjukkan bagaimana ion K + dikelilingi oleh atom oksigen, bola merah. Kesimpulannya, interaksi ini bertanggung jawab atas pengaturan kristal.
Fase kristal lainnya
Variabel seperti tekanan dan suhu dapat mengubah pengaturan ini dan menghasilkan fase struktural yang berbeda untuk KNO 3 (fase I, II dan III). Misalnya, fase II adalah bayangan, sedangkan fase I (dengan struktur kristal trigonal) terbentuk saat kristal dipanaskan hingga 129 ºC.
Fase III adalah padatan transisi yang diperoleh dari pendinginan fase I, dan beberapa penelitian menunjukkan bahwa ini menunjukkan beberapa sifat fisik penting, seperti feroelektrik. Dalam fase ini kristal membentuk lapisan kalium dan nitrat, kemungkinan sensitif terhadap tolakan elektrostatis antar ion.
Pada lapisan fase III, anion NO 3 - kehilangan sedikit planaritasnya (segitiga sedikit menekuk) untuk memungkinkan susunan ini, yang, jika terjadi gangguan mekanis, menjadi struktur fase II.
Aplikasi
Garam sangat penting karena digunakan dalam banyak aktivitas manusia, yang dimanifestasikan dalam industri, pertanian, makanan, dll. Kegunaan ini meliputi:
- Pengawetan makanan khususnya daging. Meskipun dicurigai terlibat dalam pembentukan nitrosamin (agen karsinogenik), obat ini masih digunakan di toko makanan.
- Pupuk, karena kalium nitrat menyediakan dua dari tiga makronutrien pada tanaman: nitrogen dan kalium. Bersama dengan fosfor, unsur ini diperlukan untuk perkembangan tanaman. Artinya, ini adalah cadangan nutrisi yang penting dan dapat dikelola.
- Mempercepat pembakaran, mampu menghasilkan ledakan jika bahan yang mudah terbakar luas atau jika terbagi halus (luas permukaan lebih besar, reaktivitas lebih besar). Selain itu, ini merupakan salah satu komponen utama bubuk mesiu.
- Memfasilitasi pemindahan tunggul dari pohon yang ditebang. Nitrat memasok nitrogen yang dibutuhkan jamur untuk menghancurkan tunggul kayu.
- Ini mengintervensi pengurangan sensitivitas gigi melalui penggabungannya dalam pasta gigi, yang meningkatkan perlindungan terhadap sensasi nyeri pada gigi yang dihasilkan oleh dingin, panas, asam, permen atau kontak.
- Ini mengintervensi sebagai hipotensi dalam regulasi tekanan darah pada manusia. Efek ini akan diberikan atau terkait dengan perubahan ekskresi natrium. Dosis yang dianjurkan dalam pengobatan adalah 40-80 mEq / hari kalium. Dalam hal ini, ditunjukkan bahwa kalium nitrat akan memiliki kerja diuretik.
Bagaimana caranya?
Sebagian besar nitrat diproduksi di tambang gurun di Chili. Itu dapat disintesis oleh berbagai reaksi:
NH 4 NO 3 (aq) + KOH (aq) => NH 3 (aq) + KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Kalium nitrat juga diproduksi dengan menetralkan asam nitrat dengan kalium hidroksida dalam reaksi yang sangat eksotermik.
KOH (aq) + HNO 3 (conc) => KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Dalam skala industri, kalium nitrat diproduksi dengan reaksi perpindahan ganda.
NaNO 3 (aq) + KCl (aq) => NaCl (aq) + KNO 3 (aq)
Sumber utama KCl adalah dari mineral silvin, bukan dari mineral lain seperti carnalite atau cainite, yang juga tersusun dari ionic magnesium.
Sifat fisik dan kimia
Kalium nitrat dalam keadaan padat muncul sebagai bubuk putih atau dalam bentuk kristal dengan struktur ortorombik pada suhu kamar, dan trigonal pada suhu 129ºC. Ini memiliki berat molekul 101.1032 g / mol, tidak berbau, dan memiliki rasa garam yang tajam.
Ini adalah senyawa yang sangat mudah larut dalam air (316-320 g / liter air, pada 20 ºC), karena sifat ioniknya dan kemudahan molekul air untuk melarutkan ion K + .
Densitasnya adalah 2,1 g / cm 3 pada suhu 25 ºC. Ini berarti kepadatannya kira-kira dua kali lebih padat dari air.
Titik leburnya (334 ºC) dan titik didih (400 ºC) menunjukkan ikatan ion antara K + dan NO 3 - . Namun, mereka lebih rendah dibandingkan dengan garam lainnya, karena energi kisi kristal lebih rendah untuk ion monovalen (yaitu, dengan muatan ± 1), dan mereka juga memiliki ukuran yang tidak terlalu mirip.
Ini terurai pada suhu yang mendekati titik didih (400 ºC) untuk menghasilkan kalium nitrit dan oksigen molekuler:
KNO 3 (s) => KNO 2 (s) + O 2 (g)
Referensi
- Pubchem. (2018). Potasium nitrat. Diperoleh pada 12 April 2018, dari: pubchem.ncbi.nlm.nik.gov
- Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (29 September 2017). Fakta Saltpeter atau Potasium Nitrat. Diperoleh pada 12 April 2018, dari: thinkco.com
- K. Nimmo & BW Lucas. (22 Mei 1972). Konformasi dan Orientasi NO3 dalam α-Phase Potassium Nitrate. Nature Physical Science 237, 61–63.
- Adam Rędzikowski. (8 April 2017). Kristal kalium nitrat. . Diperoleh pada 12 April 2018, dari: https://commons.wikimedia.org
- Acta Cryst. (2009). Pertumbuhan dan pemurnian kristal tunggal fase-III kalium nitrat, KNO 3 . B65, 659-663.
- Marni Wolfe. (03 Oktober 2017). Risiko Kalium Nitrat. Diperoleh pada 12 April 2018, dari: livestrong.com
- Amethyst Galleries, Inc. (1995-2014). Niter mineral. Diperoleh pada 12 April 2018, dari: galleries.com