нітрат калію ГОСТ 4217-77

нітрат калію , азотнокислий калій (калієва селітра , калійна селітра , індійська селітра та ін) - неорганічна сполука, калієва сіль азотної кислоти з формулою KNO₃. У кристалічному стані — безбарвна речовина, нелетюча, трохи гігроскопічна, без запаху. нітрат калію добре розчинний у воді. Майже не токсичний для живих організмів.

Зустрічається у природі у вигляді мінералу нітрокаліту, в Ост-Індії знаходиться одне з найбільших родовищ, звідси друга назва - індійська селітра . У дуже малих кількостях міститься в рослинах та тваринах.

Форма кристалів голчаста, самі кристали дуже довгі. Легко піддається очищенню перекристалізації з мінімальними втратами.

Основне застосування знаходить у піротехніці (до XX століття особливо широко, як компонент основної на той час вибухової речовини - димного (чорного) пороху) і як калій-азотне добриво (дуже зручне з'єднання двох елементів, що зазвичай погано поєднуються при засвоюванні рослинами).

Фізичні властивості

нітрат калію в нормальних умовах є безбарвними кристалами (у подрібненому стані білий порошок) з іонною структурою і ромбічними або гексагональними кристалічними гратами. Злегка гігроскопічний, схильний несильно стежити з часом. Не має запаху, нелеткий.

Добре розчинний у воді, в середньому в гліцерині, рідкому аміаку, гідразині, нерозчинний у чистому етанолі та ефірі (у розведених водою розчиняється погано). Таблиця розчинності у деяких розчинниках, у грамах KNO₃ на 100 г H₂O [3] :

При повільній кристалізації виростають дуже довгі голчасті кристали. нітрат калію добре піддається очищенню перекристалізацією, причому з невеликими втратами завдяки сильному підвищенню розчинності зі зростанням температури.

Хімічні властивості

• Розкладається при 400-520 ° C з утворенням нітриту калію KNO₂ та кисню O₂ (Виділення останнього збільшує пожежонебезпечність нітрату калію):

• Є сильним окислювачем, реагує з горючими матеріалами та відновниками, при подрібненні активно та нерідко із вибухом. Суміші нітрату калію з деякими органічними матеріалами схильні до самозаймання.
• Відновлюється воднем у момент виділення (в реакції Соляна кислота розведена) [4] :

• Розплав нітрату калію може бути використаний для отримання металевого калію електролізом, однак через високі окисні здібності нітрату калію в розплавленому стані краще гідроксид калію .

Отримання

У Середні Віки і Новий Час (коли активно використовували порох) для отримання нітрату калію служили селітряниці — купи із суміші гною (та інших перегнивальних компонентів) з вапняком, будівельним сміттям та іншим вапняковим матеріалом з прошарками з соломи або хмизу, газів. При гниття гною утворювався аміак, який накопичуючись у прошарках із соломи, піддавався нітрифікації і перетворювався спочатку на азотисту, а потім на азотну кислоту. Остання, взаємодіючи з вапняком, давала Ca(NO)₃)₂, який вилуговувався водою. Добавка деревної золи (що складається переважно з поташу) призводила до осадження CaCO.₃ та одержання розчину нітрату калію; нерідко золу додавали відразу купу замість вапняку, тоді калієва селітра виходила відразу.

Реакція поташу з кальцієвою селітрою (нітратом кальцію) є найдавнішою з використовуваних людиною для отримання нітрату калію і популярна досі. Замість поташу, втім, зараз у лабораторіях найчастіше використовують Сульфат калію, реакція дуже схожа:

Перший спосіб застосовувався аж до 1854, коли німецький хімік К. Нельнер винайшов виробництво нітрату калію, засноване на реакції більш доступних і дешевих хлориду калію і нітрату натрію, доступного у вигляді чилійської селітри:

Існує кілька інших способів одержання нітрату калію. Це взаємодія нітрату амонію та хлориду калію з утворенням нітрату калію та хлориду амонію, останній легко відокремлюється:

- найбільш застосовна після реакції нітрату кальцію з карбонатом або сульфатом калію.

KOH + HNO₃ ⟶ KNO₃ + H₂O — в основному, демонстраційна реакція відповідної кислоти та основи 21K + 26HNO₃ ⟶ 21KNO₃ + NO↑ + N₂O↑ + N₂↑ + 13H₂O - теж демонстраційна реакція відповідних кислоти та металу. K₂O + 2HNO₃ ⟶ 2KNO3 + H₂O - демонстраційна реакція відповідного лужного оксиду з відповідною кислотою.

Природні джерела та родовища

У природі нітрат калію поширений як мінералу нітрокаліту. Найбільше його родовище знаходиться в Індії. Природний нітрат калію утворюється в результаті розкладання азотовмісних речовин з подальшим зв'язуванням аміаку нітробактеріями, що повільно виділяється, чому сприяє волога і тепло, тому найбільші поклади знаходяться в країнах з жарким кліматом.

У дуже малих кількостях міститься в рослинах і тваринах, є проміжним продуктом при переробці ними ґрунтових сульфату та карбонату калію.

Застосування

Основне застосування на сьогоднішній день нітрат калію знаходить як цінне добриво, оскільки поєднує в собі два елементи, що частково блокують засвоєння один одного рослинами, коли перебувають у складі окремих сполук.

Застосовується при виготовленні димного пороху та деяких інших горючих сумішей (наприклад, карамельного ракетного палива), які майже повністю використовуються у виробництві піротехнічних виробів.

Застосовується також в електровакуумній промисловості та оптичному скловарінні для знебарвлення та освітлення технічного кришталевого скла та надання міцності виробам зі скла.

Розплав іноді використовується в хімічних лабораторіях та у любителів хімії для отримання металевого калію електролізом, поряд із гідроксидом калію.

Використовується як сильний окислювач у металургії, зокрема, при переробці нікелевих руд.

У харчовій промисловості нітрат калію застосовується як консерванту E252 . Сам по собі він не має суттєвої антибактеріальної дії, але його надає утворюється в результаті відновлення нітриту калію в м'ясних продуктах, в яких нітрат калію найбільш широко використовується як консервант.