НІТРИТ КАЛІЮ (KNO2): СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ ТА ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Нітрит калію являє собою неорганічну сіль , що має в хімічну формулу KNO ₂ , який хімічно і фармакологічно пов'язаної з нітратом калію KNO ₃ . Його фізичний вигляд складається з жовтувато-білих кристалів, високогігроскопічних і, отже, чудових; тобто вони швидко розчиняються у вологому середовищі.

Його формула вказує, що співвідношення іонів К ⁺ і NO ₂ ^- 1: 1, і вони залишаються об'єднаними електростатичними силами або іонними зв’язками. Очевидно, що для його кристалів не знайдено чистих природних джерел, хоча аніони нітритів можна знайти у ґрунтах, добривах, рослинах та тваринах.

Кристали калію нітриту. Джерело: Лейем

На зображенні вище показано, як виглядають кристали KNO ₂ , з вираженими жовтими відтінками. Якщо ці кристали залишатимуться в контакті з повітрям, вони будуть поглинати вологу, поки вони не стануть водним розчином; рішення, яке породило суперечки щодо того, чи корисне його використання в медичних цілях.

З іншого боку, його кристали у дуже малій кількості (200 проміле) використовують для засолення м'яса та гарантування їх збереження від дії бактерій. Так само KNO ₂ покращує колір м’яса, роблячи їх більш червонуватими; однак, це може застосовуватися до кількох обмежень, щоб уникнути токсичного впливу цієї солі на організм.

Структура нітриту калію

Іони, що входять до складу KNO2, представлені моделлю сфер та брусків. Джерело: МаринаВладівосток.

Іони, присутні в нітриті калію, показані вище. Катіон K ⁺ відповідає фіолетовій сфері, а аніон NO ₂ ^- аніоном синюватою та червоною сферами.

Аніон NO ₂ ^- показаний однією подвійною і однією єдиною зв'язком ^- ; але насправді обидва зв’язки є рівним продуктом резонансу негативного заряду між ними.

До ⁺ і NO ₂ ^- іони притягуються одне до одного в просторі , поки вони не організувати структурну модель з найменшою енергією; саме тут відштовхування між рівними зарядами мінімальні. Таким чином вони створюють кристали KNO ₂ , одиниця яких є схильною до перепадів температури, які є фазовими переходами.

Наприклад, при низьких температурах (менше 25 ° C) кристали KNO ₂ приймають моноклінну систему (фаза I). Коли температура перевищує 25 ° С, відбувається фазовий перехід від моноклінічного до ромбоедричного (фаза II). Нарешті, вище 40 ° С кристали KNO ₂ змінюються на кубічні (фаза III).

Також KNO ₂ може виявляти інші кристалічні фази (фази IV, V і VI) під високим тиском. При цьому, K ⁺ і NO ₂ ^- іони в кінцевому підсумку переміщення і впорядкування по - різному в їх чистих кристалів.

Властивості

Молекулярна маса

85,1038 г / моль.

Щільність

1,9150 г / мл

Точка плавлення

440,02 ° C (але починає розкладатися з 350 ° C, виділяючи токсичні пари).

Точка кипіння

537 ° C (вибухає).

Розчинність у воді

312 г / 100 г води при 25 ° С.

Роздум

Його розчинність у воді така, що вона гігроскопічна; настільки, що він проявляє дивовижність, поглинаючи достатню кількість вологи для розчинення. Ця спорідненість до води може бути обумовлена ​​енергетичною стійкістю, яку іони К ⁺ набувають при гідратації, а також низькою ентальпією кристалічної решітки для кристалів KNO ₂ .

Кристали можуть поглинати воду, не розчиняючись, щоб перетворитися в гідрат, KNO ₂ · H ₂ O. У гідраті молекула води виявляється супутньою іонами, що змінює кристалічну структуру.

Цей гідрат (або кілька з них) може утворюватися нижче -9 ° C; при більш високій температурі вода розчиняє і гідратає іони, деформуючи кристал.

Розчинність в інших розчинниках

Мало розчинний у гарячих спиртах і дуже розчинний в аміаку.

рН

6-9. Тому його водні розчини є лужними, оскільки аніон NO ₂ ^- може бути гідролізований.

Номенклатура

KNO ₂ також можна назвати іншими способами. «Нітрит калію» відповідає назві цієї солі відповідно до номенклатури запасів; "нітрит калію" згідно з систематизованою номенклатурою, в якій виділена єдина валентність калію, +1; і діоксонітрат калію (III), відповідно до систематичної номенклатури.

Назва «діоксонітрат калію (III)» підкреслює валентність атома азоту +3. Хоча IUPAC є найбільш рекомендованою назвою для KNO ₂ , "нітрит калію" продовжує залишатися найзручнішим і найлегшим для запам'ятовування.

Отримання

Найбільш прямий спосіб синтезувати його, але з меншим виходом, - це термічне розкладання нітрату калію або селітра при 400 ° С і більше:

2KNO ₃ => KNO ₂ + O ₂

Однак частина KNO _{2 в} кінцевому підсумку розкладається теплом, крім інших продуктів, що утворюються.

Іншим способом приготування або синтезу його з більш високим виходом є зменшення KNO ₃ у присутності свинцю, міді або цинку. Рівняння цієї реакції таке:

KNO ₃ + Pb => KNO ₂ + PbO

Калійну селітру та свинець стехіометрично змішують у залізній сковороді, де вони плавляться при постійному перемішуванні та нагріванні протягом півгодини. Оксид свинцю (II) має жовтий колір, а отриману масу подрібнюють гарячою та обробляють окропом. Потім гарячу суміш проціджують.

Гарячий фільтрат кип'ятити діоксидом вуглецю протягом п’яти хвилин, після чого нерозчинний карбонат свинцю, PbCO ₃ , буде осаджуватися . Таким чином свинець відокремлюється від фільтрату. До фільтрату додають розведену азотну кислоту, поки рН не буде нейтральним, дають охолонути і, нарешті, воду випаровують, щоб утворилися кристали KNO ₂ .

Програми

Добавка та реагент

Нітрит калію використовується як добавка для затвердіння червоного м’яса, зберігаючи його аромат і колір протягом більш тривалого часу під час зберігання, затримуючи при цьому дію бактерій та певних токсинів, таких як ботулін. Тому він виявляє антибактеріальну дію.

КНО ₂ окислюється до NO, який вступає в реакцію з міоглобіном у м'ясі і, отже, закінчується зміною його природного червоного кольору. Пізніше, коли м'ясо готується, воно набуває характерного сильного рожевого кольору.

Однак у неспецифічних умовах KNO ₂ вступає в реакцію з м'ясними білками, що призводить до появи нітрозамінів, які можуть стати канцерогенними.

З іншого боку, KNO ₂ (хоча переважно NaNO ₂ ) є аналітичним реагентом, який може бути використаний при синтезі азобарвників (реакція азотної кислоти з ароматичними амінами) та в аналізі амінокислот.

Антидот

Хоча він має свої негативні ефекти, KNO ₂ діє як антидот у пацієнтів, отруєних ціанідами та сірководнем. Її механізм складається з окислення Fe ²⁺ до Fe ³⁺ центрів груп гемоглобіну, продукуючи метгемоглобін, який потім реагує з CN ^- і HS ^- аніонами .

Лікарі

У шлунковому соку шлунка аніон NO ₂ ^- знижується до NO, який, як відомо, має судинорозширювальну дію, збільшуючи приплив крові. В інших регіонах тіла, де рН недостатньо кислий, деякі ферменти, такі як ксантиноксидоредуктаза, відповідають за зниження NO ₂ ^- .

KNO ₂ застосовується для лікування недуг та захворювань, таких як стенокардія та епілепсія (з дуже негативними побічними ефектами).

Список літератури

1. Вікіпедія. (2019). Калій нітрит. Відновлено з: en.wikipedia.org
2. PrebChem. (2016). Приготування калію нітриту. Відновлено з: prepchem.com
3. Марк Гілхріст, Анжела К. Шор, Найджел Бенджамін. (2011 р.). Неорганічна селітра та нітрити та контроль артеріального тиску, Кардіоваскулярні дослідження, Том 89, Випуск 3, 15 лютого 2011, Сторінки 492–498, doi.org/10.1093/cvr/cvq309
4. PubChem. (2019). Калій нітрит. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Хімічна рецептура. (2018). Калій нітрит. Відновлено з: formulacionquimica.com
6. Національний центр сприяння трансляційним наукам. (2011 р.). Калій нітрит. Відновлено від: drugs.ncats.io
7. Річард Дж. Еплі, Пол Б. Аддіс та Джозеф Дж. Вартесен. (1992). Нітрит у м’ясі. Університет Міннесоти.
8. Н. Р. Рао, Б. Пракаш та М. Натараджан. (1975). Перетворення кристалічної структури в неорганічних нітритах, нітратах та карбонатах. Кафедра хімії Індійського технологічного інституту, Канпур, Індія.