Muối kali nitrat (KNO3): Định nghĩa, tính chất, cách điều chế và ứng dụng

Muối kali nitrat là một trong những muối quan trọng có rất nhiều ứng dụng trong đời sống. Dưới đây là thông tin tổng hợp chi tiết của Wikihoc về loại muối này. 

Khái niệm muối kali nitrat và cách gọi tên

Muối kali nitrat còn có tên là diêm tiêu, là chất rắn màu trắng. Trong tự nhiên, chỉ có một lượng nhỏ kali nitrat (SGK Hóa học 9, NXB Giáo dục Việt Nam).  

Công thức phân tử muối kali nitrat: KNO3

Tính chất vật lý của muối kali nitrat

Tìm hiểu về muối kali nitrat không thể bỏ qua những tính chất vật lý như màu sắc, mùi vị, khối lượng mol, độ hòa tan… của nó.

• Màu sắc: Muối kali nitrat là chất rắn màu trắng.

• Mùi: Muối kali nitrat KNO3 không có mùi.

• Khối lượng riêng: 2,109 g/cm3 (16 °C).

• Điểm nóng chảy: 334 °C.

• Sự phân hủy: Muối kali natri bị phân hủy ở nhiệt độ cao tạo thành muối kali nitrit và giải phóng oxi vì vậy nó có tính chất oxi hóa mạnh. Phương trình phản ứng như sau:

$2{\mathrm{KNO}}_3 \stackrel{\mathrm{t}°}{\to }2{\mathrm{KNO}}_2 + {\mathrm{O}}_2$

• Độ tan trong nước: Muối kali natri tan nhiều trong nước (ở 20 độ C là 32g/100g nước)

Bảng độ tan của muối kali nitrat trong nước:

Tính chất hóa học của muối kali nitrat

Muối kali nitrat có thể tham gia nhiều phản ứng hóa học như: Phản ứng oxi hóa khử, phản ứng oxi hóa trong môi trường axit, phản ứng phân hủy để tạo oxi.

Cụ thể:

• Phản ứng oxi hóa khử của muối kali nitrat KNO3

$\mathrm{S} + 2{\mathrm{KNO}}_3 + 3\mathrm{C} \to {\mathrm{K}}_2\mathrm{S} + {\mathrm{N}}_2 + 3{\mathrm{CO}}_2$

• Phản ứng oxi hóa của muối kali nitrat trong môi trường axit

$6{\mathrm{FeSO}}_4 + 2{\mathrm{KNO}}_3 (\mathrm{đậm} \mathrm{đặc}) + 4{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4 \to {\mathrm{K}}_2{\mathrm{SO}}_4 + 3{\mathrm{Fe}}_2{\left({\mathrm{SO}}_4\right)}_3 + 2\mathrm{NO} +4{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

• Phản ứng phân hủy tạo oxi

$2{\mathrm{KNO}}_3 \stackrel{\mathrm{t}°}{\to } 2{\mathrm{KNO}}_2 + {\mathrm{O}}_2$

Cách điều chế muối kali nitrat

Hiện nay, muối kali nitrat KNO3 được điều chế bằng các phản ứng trao đổi. Cụ thể, hòa tan natri nitrat (NaNO3) và kali clorua (KCl) trong nước với lượng như nhau. NaCl sẽ kết tinh ở 30 độ C và tách được tinh thể ra khỏi dung dịch, tiếp đó làm nguội ở 22 độ C thì muối kali nitrat (KNO3) sẽ được kết tinh. Ta có phương trình hóa học:

${\mathrm{NaNO}}_3 + \mathrm{KCl} \to {\mathrm{KNO}}_3 + \mathrm{NaCl}$

Xem thêm: 

• NaCl là muối gì? Tổng hợp thông tin chi tiết nhất
• Muối là gì? Tổng hợp kiến thức từ A-Z và bài tập thực hành
• Nhôm là kim loại gì? Các tính chất, ứng dụng và cách sản xuất nhôm

4 ứng dụng của muối kali nitrat

Kali nitrat là muối quan trọng có nhiều ứng dụng trong nông nghiệp, bảo quản thực phẩm, chế tạo thuốc nổ hay y dược. Cụ thể:  

Ứng dụng muối kali nitrat trong nông nghiệp

Ngoài là loại phân bón cung cấp đa dạng các chất dinh dưỡng cho cây trồng phát triển, kali nitrat còn có nhiều ứng dụng khác trong nông nghiệp như:

• Nguồn cung cấp kali – chất rắn có vai trò quan trọng trong sự phát triển của cây trồng và hoạt động bình thường của mô. K+ (kation kali) có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của tế bào, tham gia vào quá trình điều hòa, cung cấp quản lý nước của cây.

• Gia tăng năng suất, giúp cây trồng phát triển khỏe mạnh hơn.

• Giảm tình trạng đất mặn, tiết kiệm nước tưới tiêu.

• Chống lại vi khuẩn, côn trùng, nấm gây hại cây trồng.

Ứng dụng muối kali nitrat trong chế tạo thuốc nổ đen

Thuốc nổ đen được sử dụng làm thuốc súng, mìn phá đất đá trong quá trình xây dựng. Thành phần thuốc nổ đen có 75% KNO3, 10% S và 15% C. 

$2{\mathrm{KNO}}_3\left(\mathrm{r}\right) + 3\mathrm{C} \left(\mathrm{r}\right) + \mathrm{S} \left(\mathrm{r}\right) \stackrel{\mathrm{t}°}{\to }{\mathrm{K}}_2\mathrm{S} \left(\mathrm{r}\right) + {\mathrm{N}}_2 \left(\mathrm{k}\right) + 3{\mathrm{CO}}_2 \left(\mathrm{k}\right)$

Bảo quản thực phẩm

Muối kali nitrat được sử dụng làm chất phụ gia thực phẩm (E252). Đây cũng là giải pháp cho bảo quản thịt tươi sống.

Ứng dụng muối kali nitrat trong y dược

Ngoài ứng dụng trong nông nghiệp, bảo quản thực phẩm hay thuốc nổ, muối kali nitrat được dùng trong một số loại kem đánh răng dành riêng cho răng nhạy cảm giúp giảm tình trạng ê buốt chân răng.

Bài tập về muối kali nitrat và gợi ý đáp án

Sau khi đã nắm vững những kiến thức lý thuyết về muối kali nitrat ở trên, bạn có thể thực hành làm một số bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập Hóa học 9 để ôn tập những kiến thức vừa học. 

Bài 5 (SGK Hóa học 9, trang 36)

Trong phòng thí nghiệm có thể dùng muối KClO3 hoặc KNO3 để điều chế khí oxi bằng phản ứng phân hủy.

a/ Viết các phương trình hóa học xảy ra đối với mỗi chất.

b/ Nếu dùng 0,1 mol mỗi chất thì thể tích oxi thu được có khác nhau không? Hãy tính thể tích khí oxi thu được.

c/ Cần điều chế 1,12 lít khí oxi, hãy tính khối lượng mỗi chất cần dùng. Các thể tích khí được đo ở điều kiện tiêu chuẩn.

Gợi ý đáp án: 

a/ Các phương trình phản ứng phân hủy:

$2{\mathrm{KNO}}_3 \to 2{\mathrm{KNO}}_2 + {\mathrm{O}}_2\uparrow \left(1\right)$

$2{\mathrm{KClO}}_3 \to 2\mathrm{KCl} + 3{\mathrm{O}}_2 \uparrow \left(2\right)$

b/ Theo phương trình (1) và (2): Số mol hai muối tham gia phản ứng nhu nhau (bằng 0,1 mol), nhưng số mol oxi sinh ra không như nhau.

Theo phương trình (1):

${\mathrm{V}}_{{\mathrm{O}}_2} = 0,05 \mathrm{x} 22,4 = 1,12 \mathrm{lít}$

Theo phương trình (2):

${\mathrm{V}}_{{\mathrm{O}}_2} = 0,15 \mathrm{x} 22,4 = 3,36 \mathrm{lít}$

c/ 

$2{\mathrm{KNO}}_3 \to 2{\mathrm{KNO}}_2 + {\mathrm{O}}_2$

$2{\mathrm{KClO}}_3 \to 2\mathrm{KCl} + 3{\mathrm{O}}_2$

Theo phương trình: 

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{KNO}}_3} = 2 \mathrm{x} {\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2}= 0,05 \mathrm{x} 2 = 0,1 \mathrm{mol}$

${\mathrm{M}}_{{\mathrm{KNO}}_3 }= 101\mathrm{g}/\mathrm{mol} ; {\mathrm{M}}_{{\mathrm{KClO}}_3} = 122,5 \mathrm{g}/\mathrm{mol}$

${\mathrm{m}}_{{\mathrm{KNO}}_3 }\mathrm{cần} \mathrm{dùng} = 0,1 \mathrm{x} 101 = 10,1\mathrm{g}$

${\mathrm{m}}_{{\mathrm{KClO}}_3} \mathrm{cần} \mathrm{dùng} = 0,1 /3 \mathrm{x} 122,5 = 4,08\mathrm{g}$

Bài 10.1 (SBT Hóa học 9, trang 13)

Có những muối sau: CuSO4, NaCl, MgCO3, ZnSO4, KNO3

Hãy cho biết muối nào:

a/ Không nên điều chế bằng phản ứng của kim loại với axit vì gây nổ, không an toàn.

b/ Có thể điều chế bằng phản ứng của kim loại với dung dịch axit sunfuric loãng.

c/ Có thể điều chế bằng phản ứng của dung dịch muối cacbonat với dung dịch axit clohiđric.

d/ Có thể điều chế bằng phản ứng trung hoà giữa hai dung dịch.

e/ Có thể điều chế bằng phản ứng của muối cacbonat không tan với dung dịch axit sunfuric.

Gợi ý đáp án: 

a/ Muối NaCl và KNO3

b/ Muối ZnSO4

c/ Muối NaCl

d/ Muối NaCl, KNO3

e/ Muối CuSO4, ZnSO4

Với những kiến thức lý thuyết và bài tập thực hành ở trên, hy vọng các bạn đã hiểu rõ khái niệm muối kali nitrat, tính chất cũng như ứng dụng của loại muối này. Cùng đón đọc website Wikihoc thường xuyên để củng cố thêm nhiều thông tin kiến thức môn học hữu ích nhé!