KALIUMNITRIITTI (KNO2): RAKENNE, OMINAISUUDET JA KÄYTÖT - KEMIA - 2026

Kalium nitriitti on epäorgaaninen suola, jolla kemiallinen kaava KNO ₂, joka on kemiallisesti ja farmakologisesti liittyvät kaliumnitraattia KNO ₃. Sen fyysinen ulkonäkö koostuu kellertävänvalkoisista kiteistä, erittäin hygroskooppisia ja siksi kosteutta; ts. ne liukenevat nopeasti kosteisiin ympäristöihin.

Sen kaava osoittaa, että suhde K ⁺ ja NO ₂ ^- ionien on 1: 1, ja ne pysyvät yhdistävät sähköstaattisia voimia tai ionisidoksia. Sen kiteille ei ole ilmeisesti löydetty puhtaita luonnollisia lähteitä, vaikka nitriitianioneja löytyy maaperästä, lannoitteista, kasveista ja eläimistä.

Kaliumnitriittikiteet. Lähde: Leiem

Yllä oleva kuva osoittaa, miltä KNO ₂ -kristallit näyttävät ja joilla on selkeät keltaiset sävyt. Jos nämä kiteet jätetään kosketuksiin ilman kanssa, ne imevät kosteutta, kunnes niistä tulee vesiliuoksia; ratkaisu, joka on aiheuttanut kiistoja siitä, onko sen käytöstä lääketieteellisiin tarkoituksiin hyötyä vai ei.

Toisaalta sen kiteitä, hyvin pieninä määrinä (200 ppm), käytetään suolaistamaan lihaa ja takaamaan niiden säilyvyys bakteeritoimintaa vastaan. Samoin KNO ₂ parantaa lihan väriä tekemällä siitä punaisemman; sille on kuitenkin asetettu useita rajoituksia tämän suolan toksisten vaikutusten välttämiseksi kehossa.

Kaliumnitriitin rakenne

Ionit, jotka muodostavat pallo- ja palkkimallilla esitetyn KNO2: n. Lähde: MarinaVladivostok.

Kaliumnitriitissä läsnä olevat ionit on esitetty yllä. K ⁺ kationi vastaa purppura pallo, kun taas NO ₂ ^- anionin edustaa sinertävä ja punainen aloilla.

Anioni NO ₂ ^- on esitetty yhden hengen ja yksi sidos ^-; mutta todellisuudessa molemmat sidokset ovat samansuuntainen tulos niiden välisen negatiivisen varauksen resonanssista.

K ⁺ ja NO ₂ ^- ionit houkuttelevat toisiaan avaruudessa, kunnes ne järjestävät rakennekuvion vähiten energiaa; tässä kohtaa tasaisten latausten välinen heikkous on vähäinen. Ja niin he luovat KNO ₂ -kiteitä, joiden yksikkösolu on herkkä lämpötilan muutoksille, jotka ovat vaihesiirtymiä.

Esimerkiksi alhaisissa lämpötiloissa (alle 25 ° C) KNO ₂ -kiteet omaksuvat monokliinisen järjestelmän (vaihe I). Kun lämpötila ylittää 25 ° C, tapahtuu vaihesiirto monokliinisestä romboedriseen (vaihe II). Lopuksi, yli 40 ° C: ssa, KNO ₂ kiteet muuttuvat olla kuutiollinen (vaihe III).

KNO ₂ voi myös osoittaa muita kiteisiä faaseja (faasit IV, V ja VI) korkeassa paineessa. Tämän avulla K ⁺ ja NO ₂ ^- ionit päätyvät liikkumaan ja järjestäytymään eri tavoin puhtaissa kiteissään.

ominaisuudet

Molekyylimassa

85,1038 g / mol.

Tiheys

1,9150 g / ml.

Sulamispiste

440,02 ° C (mutta alkaa hajota lämpötilasta 350 ° C, päästäen myrkyllisiä huuruja).

Kiehumispiste

537 ° C (räjähtää).

Vesiliukoisuus

312 g / 100 g vettä 25 ° C: ssa.

vetistyvyys

Sen liukoisuus veteen on sellainen, että se on hygroskooppinen; niin paljon, että se osoittaa kosteutta, absorboi riittävästi kosteutta liukenemiseen. Tämä vesi- affiniteetti voi johtua energeettisestä stabiilisuudesta, jonka K ⁺ -ionit saavat hydratoituneena, samoin kuin kidehilan alhaisesta entalpiasta KNO ₂ -kiteille.

Kiteet voivat absorboida vettä liukenematta hydraatiksi, KNO ₂ · H ₂ O. Hydraatissa vesimolekyyliä löytyy ionien mukana, mikä modifioi kiteistä rakennetta.

Tämä hydraatti (tai useita niistä) voi muodostua alle -9 ° C: seen; korkeammissa lämpötiloissa vesi liuottaa ja hydratoi ioneja deformoimalla kideä.

Liukoisuus muihin liuottimiin

Liukenee heikosti kuumiin alkoholeihin ja hyvin liukoinen ammoniakkiin.

pH

6-9. Sen vesiliuokset ovat siis alkalinen, koska NO ₂ ^- anioni voidaan hydrolysoida.

nimistö

KNO ₂ voidaan nimetä myös muilla tavoilla. 'Kaliumnitriitti' vastaa tämän suolan nimeä varastonimikkeistön mukaisesti; 'kaliumnitriitti' systemaattisen nimikkeistön mukaisesti, jossa korostetaan ainoa kaliumin valenssi, +1; ja kaliumdioksonitraatti (III) systemaattisen nimikkeistön mukaisesti.

Nimi 'kaliumdioksonitraatti (III)' korostaa typpiatomin +3 valenssia. Vaikka IUPAC suosittelee sitä nimellä KNO ₂, 'kaliumnitriitti' on edelleen kätevin ja helpoin muistaa.

Saada

Suorin tapa syntetisoida se, mutta pienemmällä saannolla on kaliumnitraatin tai suolapeterin lämpöhajoaminen vähintään 400 ° C: ssa:

2KNO ₃ => KNO ₂ + O ₂

Osa KNO _{2: sta} päätyy kuitenkin hajoamaan lämmöllä muodostuneiden muiden tuotteiden lisäksi.

Toinen menetelmä sen valmistamiseksi tai syntetisoimiseksi suuremmalla saannolla on pelkistämällä KNO ₃ lyijyn, kuparin tai sinkin läsnä ollessa. Tämän reaktion yhtälö on seuraava:

KNO ₃ + Pb => KNO ₂ + PbO

Kaliumnitraatti ja lyijy sekoitetaan stökiömetrisesti rautakaukaloon, jossa ne sulavat jatkuvasti sekoittaen ja kuumentamalla puoli tuntia. Lyijy (II) oksidi on keltaista ja saatu massa jauhetaan kuumana ja käsitellään kiehuvalla vedellä. Sitten kuuma seos suodatetaan.

Kuuma suodos puhallettiin hiilidioksidilla viisi minuuttia, minkä jälkeen liukenematon lyijykarbonaatti, PbCO ₃, saostuu. Tällä tavalla lyijy erotetaan suodoksesta. Laimennettua typpihappoa lisätään suodokseen, kunnes pH on neutraali, sen annetaan jäähtyä ja lopuksi vesi haihdutetaan niin, että muodostuu KNO ₂ -kiteitä.

Sovellukset

Lisäaine ja reagenssi

Kaliumnitriittiä käytetään lisäaineena parantamaan punaista lihaa, säilyttäen sen maku ja väri pidempään varastoinnin aikana, viivyttäen samalla bakteerien ja tiettyjen toksiinien, kuten botuliinin, toimintaa. Siksi sillä on antibakteerinen vaikutus.

KNO ₂ hapetetaan NO: ksi, joka reagoi lihassa olevan myoglobiinin kanssa ja näin ollen muuttaa sen luonnollisen punaisen värin. Myöhemmin, kun liha kypsennetään, se saa tyypillisen voimakkaan vaaleanpunaisen värin.

Epäspesifisissä olosuhteissa KNO ₂ reagoi kuitenkin lihaproteiinien kanssa aiheuttaen nitrosamineja, joista voi tulla syöpää aiheuttavia.

Toisaalta, KNO ₂ (vaikka edullisesti NaNO ₂) on analyyttinen reagenssi, jota voidaan käyttää synteesissä atsovärien (reaktio typpihapokkeen kanssa aromaattisia amiineja), ja analyysi aminohappoja.

vastamyrkky

Vaikka se on sen kielteiset vaikutukset, KNO ₂ toimii vasta-ainetta potilaille, myrkytetty syanidit ja rikkivetyä. Sen mekanismi koostuu hapettamalla Fe ²⁺ ja Fe ³⁺ keskuksia hemoglobiinin ryhmien, jotka tuottavat methemoglobiinin, joka sitten reagoi CN ^- ja HS ^- anioneja.

lääkärit

Mahan mahamehussa anioni NO ₂ ^- pelkistyy NO: ksi, jolla tiedetään olevan verisuonia laajentava vaikutus, mikä lisää verenvirtausta. Muilla kehon alueilla, joissa pH-arvo ei ole riittävän hapan, joidenkin entsyymien, kuten ksantiini oksidoreduktaasin, ovat vastuussa vähentää NO ₂ ^-.

KNO _{2: ta} on käytetty sairauksien ja sairauksien, kuten angina pectoriksen ja epilepsian, hoitamiseen (erittäin negatiivisilla sivuvaikutuksilla).

Viitteet

1. Wikipedia. (2019). Kaliumnitriitti. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
2. PrebChem. (2016). Kaliumnitriitin valmistus. Palautettu osoitteesta: prepchem.com
3. Mark Gilchrist, Angela C. Shore, Nigel Benjamin. (2011). Epäorgaaniset nitraatit ja nitriitit ja verenpaineen hallinta, sydän- ja verisuonitutkimus, osa 89, julkaisu 3, 15. helmikuuta 2011, sivut 492–498, doi.org/10.1093/cvr/cvq309
4. Pubchem. (2019). Kaliumnitriitti. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Kemiallinen formulaatio. (2018). Kaliumnitriitti. Palautettu osoitteesta: formulacionquimica.com
6. Kansallinen käännöstieteiden edistämiskeskus. (2011). Kaliumnitriitti. Palautettu sivustosta: drugs.ncats.io
7. Richard J. Epley, Paul B. Addis ja Joseph J. Warthesen. (1992). Nitriitti lihassa. Minnesotan yliopisto.
8. NR Rao, B. Prakash ja M. Natarajan. (1975). Kristallirakenteen muutokset epäorgaanisissa nitriiteissä, nitraateissa ja karbonaateissa. Kemian laitos, Indian Institute of Technology, Kanpur, Intia.