Kaliumnitriet (KNO2) structuur, eigenschappen en toepassingen

1153
Anthony Golden
Kaliumnitriet (KNO2) structuur, eigenschappen en toepassingen

De kaliumnitriet is een anorganisch zout waarvan de chemische formule KNO istwee, die chemisch en farmacologisch verwant is aan kaliumnitraat, KNO3. Zijn fysieke verschijning bestaat uit geelachtig witte kristallen, zeer hygroscopisch en daarom vervloeiend; dat wil zeggen, ze lossen snel op in vochtige omgevingen.

De formule geeft aan dat het aandeel van K-ionen+ en neetwee- is 1: 1, en ze worden bij elkaar gehouden door elektrostatische krachten of ionische bindingen. Er lijken geen puur natuurlijke bronnen te zijn gevonden voor de kristallen, hoewel nitrietanionen kunnen worden aangetroffen in bodems, meststoffen, planten en dieren..

Kaliumnitrietkristallen. Bron: Leiem [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

De afbeelding hierboven laat zien hoe de KNO-kristallen eruit zientwee, met uitgesproken gele tinten. Als deze kristallen in contact blijven met de lucht, zullen ze vocht opnemen totdat ze een waterige oplossing worden; oplossing die tot controverses heeft geleid over de vraag of het gebruik ervan voor medische doeleinden al dan niet gunstig is.

Aan de andere kant worden de kristallen, in zeer kleine hoeveelheden (200 ppm), gebruikt om vlees te verzouten en hun conservering tegen bacteriële werking te garanderen. Evenzo, de KNOtwee verbetert de kleur van vlees, waardoor het roder wordt; het is echter onderworpen aan verschillende beperkingen om de toxische effecten van dit zout in het lichaam te vermijden.

Artikel index

  • 1 Structuur van kaliumnitriet
  • 2 Eigenschappen
    • 2.1 Moleculaire massa
    • 2.2 Dichtheid
    • 2.3 Smeltpunt
    • 2.4 Kookpunt
    • 2.5 Oplosbaarheid in water
    • 2.6 Deliquescence
    • 2.7 Oplosbaarheid in andere oplosmiddelen
    • 2,8 pH
  • 3 Nomenclatuur
  • 4 Verkrijgen
  • 5 toepassingen
    • 5.1 Additief en reagens
    • 5.2 Tegengif
    • 5.3 Artsen
  • 6 referenties

Structuur van kaliumnitriet

Ionen waaruit de KNO2 bestaat, worden weergegeven met een model van bollen en balken. Bron: MarinaVladivostok [CC0].

De ionen die aanwezig zijn in kaliumnitriet worden hierboven weergegeven. Het K kation+ komt overeen met de paarse bol, terwijl het NO-aniontwee- wordt vertegenwoordigd door de blauwachtige en rode bollen.

Anion GEENtwee- weergegeven met één dubbele en één enkele binding [O = N-O]-​maar in werkelijkheid zijn beide bindingen een gelijk product van de resonantie van de negatieve lading tussen hen.

K ionen+ en neetwee- ze trekken elkaar in de ruimte aan totdat ze met de minste energie een structureel patroon organiseren; dit is waar de afstotingen tussen gelijke ladingen minimaal zijn. En dus creëren ze KNO-kristallentwee, waarvan de eenheidscel gevoelig is voor temperatuurveranderingen, welke faseovergangen.

Bijvoorbeeld bij lage temperaturen (minder dan 25 ° C) KNO-kristallentwee een monoklinisch systeem adopteren (fase I). Wanneer de temperatuur 25 ° C overschrijdt, treedt een faseovergang op van monoklien naar rhombohedraal (fase II). Eindelijk, boven de 40 ° C de KNO-kristallentwee veranderen om kubisch te zijn (fase III).

Evenzo, de KNOtwee het kan andere kristallijne fasen vertonen (fasen IV, V en VI) onder hoge drukken. Hiermee worden de K-ionen+ en neetwee- ze bewegen en ordenen uiteindelijk op verschillende manieren in hun pure kristallen.

Eigendommen

Moleculaire massa

85,1038 g / mol.

Dichtheid

1,9150 g / ml.

Smeltpunt

440,02 ° C (maar begint te ontbinden vanaf 350 ° C, waarbij giftige dampen vrijkomen).

Kookpunt

537 ° C (explodeert).

Oplosbaarheid in water

312 g / 100 g water van 25 ° C.

Deliquescence

Zijn oplosbaarheid in water is zodanig dat het hygroscopisch is; zo erg zelfs dat het vervloeiing vertoont en voldoende vocht absorbeert om op te lossen. Deze affiniteit voor water kan te wijten zijn aan de energetische stabiliteit die K-ionen verkrijgen+ wanneer gehydrateerd, evenals een lage roosterenthalpie voor KNO-kristallentwee.

Kristallen kunnen water opnemen zonder op te lossen om een ​​hydraat te worden, KNOtweeH.tweeO. In het hydraat wordt het watermolecuul aangetroffen dat de ionen vergezelt, wat de kristallijne structuur verandert.

Dit hydraat (of meerdere daarvan) kan worden gevormd onder -9 ° C; bij hogere temperaturen lost het water de ionen op en hydrateert ze, waardoor het kristal vervormt.

Oplosbaarheid in andere oplosmiddelen

Enigszins oplosbaar in hete alcoholen en zeer goed oplosbaar in ammoniak.

pH

6-9. De waterige oplossingen zijn daarom alkalisch, aangezien het anion NOtwee- kan worden gehydrolyseerd.

Nomenclatuur

Aan de KNOtwee het kan ook op andere manieren een naam krijgen. „Kaliumnitriet” komt overeen met de naam van dit zout volgens de voorraadnomenclatuur; 'kaliumnitriet', volgens de systematische nomenclatuur, waarin de enige valentie van kalium, +1, wordt benadrukt; en kaliumdioxonitraat (III), volgens de systematische nomenclatuur.

De naam 'kaliumdioxonitraat (III)' benadrukt de +3 valentie van het stikstofatoom. Hoewel het de meest aanbevolen naam is door de IUPAC voor de KNOtwee, 'kaliumnitriet' blijft het handigst en het gemakkelijkst te onthouden.

Het verkrijgen van

De meest directe manier om het te synthetiseren, maar met een lagere opbrengst, is door de thermische ontleding van kaliumnitraat of salpeter bij 400 ° C of meer:

2KNO3 => KNOtwee + OFtwee

Een deel van de KNOtwee Het wordt afgebroken door de hitte, naast andere producten die worden gevormd.

Een andere methode om het met een hogere opbrengst te bereiden of te synthetiseren, is door de KNO te verlagen3 in aanwezigheid van lood, koper of zink. De vergelijking voor deze reactie is als volgt:

KNO3 + Pb => KNOtwee + PbO

Kaliumnitraat en lood worden stoichiometrisch gemengd in een ijzeren koekenpan, waar ze smelten onder constant roeren en verwarmen gedurende een half uur. Lood (II) oxide is geel van kleur en de resulterende massa wordt heet verpulverd en behandeld met kokend water. Vervolgens wordt het hete mengsel gefilterd.

Het hete filtraat wordt gedurende vijf minuten met kooldioxide geborreld, waardoor loodcarbonaat, PbCO, zal neerslaan3, onoplosbaar. Op deze manier wordt het lood gescheiden van het filtraat. Verdund salpeterzuur wordt aan het filtraat toegevoegd totdat de pH neutraal is, men laat het afkoelen en tenslotte wordt het water verdampt zodat de KNO-kristallen worden gevormd.twee.

Toepassingen

Additief en reagens

Kaliumnitriet wordt gebruikt als additief om rood vlees te genezen, waardoor de smaak en kleur langer behouden blijven tijdens opslag, terwijl de werking van bacteriën en bepaalde toxines, zoals botulinum, wordt vertraagd. Daarom vertoont het een antibacteriële werking.

De KNOtwee het oxideert tot NO, dat reageert met myoglobine in vlees en bijgevolg uiteindelijk zijn natuurlijke rode kleur verandert. Later, als het vlees gaar is, krijgt het zijn karakteristieke sterke roze kleur.

Echter, onder voorwaarden zonder de KNO op te geventwee reageert met vleeseiwitten onder vorming van nitrosaminen, die kankerverwekkend kunnen worden.

Aan de andere kant, de KNOtwee (hoewel bij voorkeur NaNOtwee) is een analytisch reagens dat kan worden gebruikt bij de synthese van azokleurstoffen (de reactie van salpeterigzuur met aromatische aminen) en bij de analyse van aminozuren.

Tegengif

Hoewel het zijn negatieve effecten heeft, is de KNOtwee werkt als een tegengif bij patiënten die vergiftigd zijn met cyaniden en waterstofsulfide. Het mechanisme bestaat uit het oxideren van de Fe-centratwee+ tot geloof3+ van de groepen hebben we de hemoglobines, die methemoglobine produceren, dat vervolgens reageert met de CN-anionen- en HS-.

Artsen

In het maagsap van de maag het anion NOtwee- het wordt gereduceerd tot NO, waarvan bekend is dat het een vaatverwijdende werking heeft, waardoor de bloedstroom toeneemt. In andere delen van het lichaam waar de pH niet zuur genoeg is, zijn sommige enzymen, zoals xanthine oxidoreductase, verantwoordelijk voor het verminderen van NOtwee-.

KNO is gebruikttwee voor de behandeling van aandoeningen en ziekten zoals angina pectoris en epilepsie (met zeer negatieve bijwerkingen).

Referenties

  1. Wikipedia. (2019). Kaliumnitriet. Hersteld van: en.wikipedia.org
  2. PrebChem. (2016). Bereiding van kaliumnitriet. Hersteld van: prepchem.com
  3. Mark Gilchrist, Angela C. Shore, Nigel Benjamin. (2011). Anorganisch nitraat en nitriet en controle van de bloeddruk, Cardiovascular Research, Volume 89, Issue 3, 15 februari 2011, Pages 492-498, doi.org/10.1093/cvr/cvq309
  4. PubChem. (2019). Kaliumnitriet. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  5. Chemische formulering. (2018). Kaliumnitriet. Hersteld van: Formulacionquimica.com
  6. Nationaal centrum voor het bevorderen van translationele wetenschappen. (2011). Kaliumnitriet. Hersteld van: drugs.ncats.io
  7. Richard J. Epley, Paul B. Addis en Joseph J. Warthesen. (1992). Nitriet in vlees. universiteit van Minnesota.
  8. N. R. Rao, B. Prakash en M. Natarajan. (1975). Kristalstructuurtransformaties in anorganische nitrieten, nitraten en carbonaten. Afdeling Chemie, Indian Institute of Technology, Kanpur, India.

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.