КАЛИЕВ НИТРИТ (KNO2): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

На калиев нитрит е неорганична сол като на химична формула KNO ₂, която е химически и фармакологично свързани нитрат KNO на калиев ₃. Неговият физически вид се състои от жълтеникави бели кристали, силно хигроскопични и следователно прекрасни; тоест, те се разтварят бързо във влажна среда.

Неговата формула показва, че съотношението на К ⁺ и NO ₂ ^- йони е 1: 1, и те остават обединени от електростатични сили или йонни връзки. Очевидно не са открити чисти природни източници за неговите кристали, въпреки че нитритните аниони могат да бъдат намерени в почви, торове, растения и животни.

Кристали от калиев нитрит. Източник: Leiem

Изображението по-горе показва как изглеждат кристалите KNO ₂, с изразени жълти нюанси. Ако тези кристали се оставят в контакт с въздуха, те ще абсорбират влагата, докато не станат воден разтвор; решение, породило спорове относно това дали използването му за медицински цели е полезно или не.

От друга страна, неговите кристали в много малки количества (200 ppm) се използват за осоляване на месото и гарантиране на тяхното запазване срещу бактериално действие. По същия начин KNO ₂ подобрява цвета на месото, като ги прави по-червеникави; въпреки това, той е обект на няколко ограничения, за да се избегнат токсичните ефекти на тази сол в организма.

Структура на калиев нитрит

Йони, съставляващи KNO2, представени с модел от сфери и пръти. Източник: MarinaVladivostok

Йоните в калиев нитрит са показани по-горе. К ⁺ катионни съответства на областта на лилаво, докато NO ₂ ^- анион е представено със синкав и червени сфери.

Анионът NO ₂ ^- е показан с една двойна и една единична връзка ^-; но в действителност и двете връзки са равен продукт на резонанса на отрицателния заряд между тях.

K ⁺ и NO ₂ ^- йони се привличат взаимно в пространството, докато не организират структурен модел с най-малко енергия; тук отблъскванията между равни заряди са минимални. И така те създават кристали KNO ₂, чиято единична клетка е податлива на температурни промени, които са фазови преходи.

Например, при ниски температури (под 25 ° С), KNO ₂ кристали приемат моноклинна система (фаза I). Когато температурата надвиши 25 ° С, настъпва фазов преход от моноклиничен към ромбоедричен (фаза II). Накрая, над 40 ° С, KNO на ₂ кристали се променят за кубичен (фаза III).

Също така, KNO ₂ може да проявява други кристални фази (фази IV, V и VI) под високо налягане. С това, К ⁺ и NO ₂ ^- йони в крайна сметка се движат и подреждане по различен начин в техните чисти кристали.

Имоти

Молекулярна маса

85.1038 g / mol.

плътност

1.9150 g / mL.

Точка на топене

440.02 ° C (но започва да се разлага от 350 ° C, отделяйки токсични изпарения).

Точка на кипене

537 ° C (експлодира).

Разтворимост във вода

312 g / 100 g вода при 25 ° C.

Втечняването

Разтворимостта му във вода е такава, че е хигроскопична; дотолкова, че проявява деликатесност, поглъщайки достатъчно влага, за да се разтвори. Този афинитет за вода може да се дължи на енергичен стабилността, К ⁺ йони печалба при хидратиране, както и ниска енталпия на кристалната решетка за KNO ₂ кристали.

Кристалите могат да абсорбират вода, без да се разтворят, за да се превърнат в хидрат, KNO ₂ · H ₂ O. В хидрата се открива молекулата на водата, придружаваща йони, което променя кристалната структура.

Този хидрат (или няколко от тях) може да се образува под -9 ° С; при по-високи температури водата разтваря и хидратира йоните, като деформира кристала.

Разтворимост в други разтворители

Слабо разтворим в горещи алкохоли и много разтворим в амоняк.

рН

6-9. Неговите водни разтвори са следователно алкални, тъй като NO ₂ ^- анион може да се хидролизира.

номенклатура

KNO ₂ може да бъде назован и по други начини. „Калиев нитрит“ съответства на наименованието на тази сол според номенклатурата на запасите; „калиев нитрит“, съгласно систематичната номенклатура, в която е подчертана единствената валентност на калия, +1; и калиев диоксонитрат (III), съгласно системната номенклатура.

Името „калиев диоксонитрат (III)“ подчертава валентността на +3 на азотния атом. Въпреки че е най-препоръчаното име от IUPAC за KNO ₂, „калиев нитрит“ продължава да е най-удобният и най-лесният за запомняне.

Получаване

Най-прекият начин за синтеза му, но с по-нисък добив, е чрез термично разлагане на калиев нитрат или селетер при 400 ° С или повече:

2KNO ₃ => KNO ₂ + O ₂

Въпреки това, част от KNO _{2 в} крайна сметка се разлага чрез топлина, в допълнение към други продукти, които се образуват.

Друг метод за приготвянето или синтезирането му с по-висок добив е чрез намаляване на KNO ₃ в присъствието на олово, мед или цинк. Уравнението за тази реакция е следното:

KNO ₃ + Pb => KNO ₂ + PbO

Калиевият нитрат и оловото се смесват стехиометрично в железен тиган, където се стопяват при непрекъснато разбъркване и загряване в продължение на половин час. Оловен (II) оксид е с жълт цвят, а получената маса се пулверизира горещо и се обработва с вряла вода. След това горещата смес се филтрира.

Горещият филтрат се барботира с въглероден диоксид в продължение на пет минути, след което неразтворим оловен карбонат, PbCO ₃, ще се утаи. По този начин оловото се отделя от филтрата. Разредена азотна киселина се прибавя към филтрата, докато рН е неутрален, се оставя да се охлади, и накрая водата се изпарява, така че KNO ₂ се образуват кристали.

Приложения

Добавка и реагент

Калиевият нитрит се използва като добавка за втвърдяване на червено месо, като поддържа аромата и цвета си по-дълго по време на съхранение, като същевременно забавя действието на бактерии и определени токсини, като ботулин. Поради това проявява антибактериално действие.

KNO ₂ се окислява до NO, който реагира с миоглобин в месото и в резултат на това променя естествения си червен цвят. По-късно, когато месото е сготвено, придобива характерния силен розов цвят.

Въпреки това, при неспецифични условия, KNO ₂ взаимодейства с месните протеини, за да доведе до нитрозамини, които могат да станат канцерогенни.

От друга страна, KNO ₂ (въпреки че за предпочитане NaNO ₂) е аналитичен реагент, който може да се използва в синтеза на азобагрила (реакцията на азотиста киселина с ароматни амини), и при анализа на аминокиселини.

противоотрова

Въпреки че има своите отрицателни ефекти, KNO ₂ действа като антидот при пациенти, отровени с цианиди и сероводород. Механизмът му се състои в окисляване на центровете Fe ²⁺ до Fe ³⁺ от групите на хемоглобина, като се получава метхемоглобин, който след това реагира с CN ^- и HS ^- аниони.

Лекари

В стомашния сок на стомаха анионът NO ₂ ^- се намалява до NO, за което се знае, че има вазодилататорно действие, като увеличава притока на кръв. В други региони на тялото, където pH не е достатъчно кисел, някои ензими, като ксантин оксидоредуктаза, са отговорни за намаляването на NO ₂ ^-.

KNO ₂ се използва за лечение на заболявания и заболявания като ангина пекторис и епилепсия (с много отрицателни странични ефекти).

Препратки

1. Wikipedia. (2019). Калиев нитрит. Възстановено от: en.wikipedia.org
2. PrebChem. (2016 г.). Приготвяне на калиев нитрит. Възстановена от: prepchem.com
3. Марк Гилкрист, Анджела К. Шор, Найджъл Бенджамин. (2011 г.). Неорганични нитрати и нитрити и контрол на кръвното налягане, сърдечно-съдови изследвания, том 89, брой 3, 15 февруари 2011 г., страници 492–498, doi.org/10.1093/cvr/cvq309
4. PubChem. (2019). Калиев нитрит. Възстановени от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Химически състав. (2018). Калиев нитрит. Възстановени от: formulacionquimica.com
6. Национален център за насърчаване на транслационните науки. (2011 г.). Калиев нитрит. Възстановени от: drugs.ncats.io
7. Ричард Дж. Епли, Пол Б. Аддис и Джоузеф Дж. Вартесен. (1992). Нитрит в месото. Университета на Минесота.
8. Н. Р. Рао, Б. Пракаш и М. Натараджан. (1975). Кристални структурни трансформации в неорганични нитрити, нитрати и карбонати. Катедра по химия, Индийски технологичен институт, Канпур, Индия.