Калієва селітра (нітрат калію): властивості, застосування, як удобрювати, користь та шкода

Калієва селітра – це сіль азотної кислоти, що містить калій, також називається нітратом калію. Ця неорганічна речовина знайшла застосування у багатьох сферах: у харчовій промисловості, у піротехніці, в електроніці, металургії. Найбільшого поширення нітрат калію отримав у садівництві, де він використовується як добрива для посилення росту, розвитку та плодоношення культурних рослин. Підгодовування поєднує в собі корисні властивості відразу двох макроелементів, при внесенні їх у ґрунт у складі різних добавок вони засвоюються гірше. Калієва селітра, яку застосовують як добриво, покращує якість та родючість ґрунту.

Що таке калієва селітра?

Нітрат калію (калієва селітра) – це калійна сіль азотної кислоти. Вона утворюється внаслідок взаємодії азотної кислоти з сульфатами або карбонатами калію. У нормальних умовах з'єднання має вигляд білого розсипчастого порошку зі зниженою гігроскопічністю. На молекулярному рівні калійна селітра утворює ромбічну або гексоганальну кристалічну решітку, має довгі тонкі голки. Зв'язок між азотним залишком та калієм іонний.

Калієва селітра – це речовина, яка не має смаку та запаху. Згодом може ущільнюватися. Добре розчиняється у воді, що значно посилюється при нагріванні, насилу – у гліцерині, діаміді, зрідженому аміаку, практично нерозчинна в етанолі та діетиловому ефірі.

У природі нітрат калію в невеликих кількостях можна виявити у рослинах як проміжний продукт переробки калієвих солей сірчаної та вугільної кислоти.З давніх-давен селітру видобували з відкладень, які формуються за допомогою біологічної фіксації аміаку нітробактеріями. Аміак у вигляді газу виділяється з гниючої органіки будь-якого походження (рослинної, тваринної). Поклади мінералу нітрокаліту утворюються у районах із теплим кліматом: Індія, Австралія, Болівія, США, Росія.

Формула, рівняння, властивості калієвої селітри

Хімічна формула калієвої селітри – KNO ₃. При підвищенні температури до 400 ° С починається розкладання:

При цьому виходить калієва сіль азотистої кислоти (нітрит калію) та виділяється газ кисень. Нітрат калію має виражені окислювальні властивості, може реагувати як з простими, так і зі складними речовинами.

Для визначення вмісту нітрату калію користуються якісною взаємодією з міддю при повільному нагріванні:

Спостерігається виділення газоподібного оксиду азоту бурого кольору.

Молекула калієвої селітри

Отримання калієвої селітри

Для видобутку калієвої селітри до розвитку хімічної промисловості користувалися природними джерелами – селітряниці. Це гній у суміші з рослинами, що гниють, залишками, соломою або хмизом, вапняковими речовинами, будівельними матеріалами, не придатними до експлуатації. Зверху вони накривалися дерниною для запобігання випуску газів. У цьому закритому просторі йшов активний синтез нітрату калію:

1. Під час гниття утворювався газ аміак, який затримувався у соломі.
2. Мікроорганізми окислювали аміак до азотистої та азотної кислоти за допомогою декількох етапів нітрифікації.
3. Кислота взаємодіяла з вапняком (CaCO₃), в результаті виходив кальцію нітрат або кальцієва селітра (Ca(NO₃)₂).
4. Суміш піддавалася вилуговування, її переводили у водний розчин.
5. До розчину додавали деревну золу з великим вмістом карбонату калію (K₂CO₃). При цьому випадав молочно-білий осад вапняку.
6. У результаті утворювався розчин калієвої селітри.

Загальна формула реакцій:

Нерідко вапняк у селітряниці замінювали поташом (калієвим карбонатом), тоді синтез йшов без необхідності вилуговування і прямо приводив до нітрату калію.

У 19 столітті був запропонований дугою спосіб видобутку калієвої селітри, менш витратний і швидший:

Для цього застосовували природний нітрат натрію (чілійську селітру) та середню сіль соляної кислоти (хлорид калію). Побічним продуктом взаємодії є кухонна сіль.

Сьогодні в лабораторних умовах нітрат калію одержують за допомогою реакції нітрату кальцію з сульфатом калію. Вона протікає схоже з найпершим способом отримання калієвої селітри:

При цьому випадає осад безбарвних або білуватих кристалів сірчанокислого кальцію.

У лабораторіях застосовується метод отримання азотнокислого калію за допомогою взаємодії нітрату амонію з хлоридом калію:

Побічний продукт легко відокремлюється, залишаючи високий вихід необхідної речовини.

Масовий випуск добрива здійснюється спеціалізованими заводами. У промисловості виробництво калієвої селітри відбувається за допомогою конверсії. Це найдоступніший і найпоширеніший метод, т.к. в результаті виходить чиста речовина 1-го класу. Для цього застосовується технологія катіонного обміну хлориду калію та нітрату натрію, що проходить у декілька етапів:

1. Розчини сполук фільтруються та випаровуються до потрібної концентрації.
2. При нагріванні парою вони проходять обмінне розкладання усередині сталевого реактора.
3. Всередину поступово додається порошкоподібний хлорид калію, а також мінеральна олія, що сприяє інтенсифікації процесу та зменшення формування піни.
4. Процес розкладання займає 4 години, постійна температура близько 90 ° С, до кінця її піднімають до 120 ° С.
5. Потім фільтрацією холодною водою відокремлюють кухонну сіль, яка видаляється.
6. Розчин нітрату калію постійно підігрівають, щоб уникнути кристалізації. З різними домішками його відправляють до приймальних баків.
7. Побічні продукти розкладаються, вони виділяються у вигляді газів.
8. У кристалізаторі утворюється чистий порошок калієвої селітри.
9. Його промивають холодною водою, розчиняють і повторно кристалізують для отримання більш чистого і якісного продукту.
10. Готове добриво просушують у барабанних установках гарячим повітрям.

Реакції з калієвою селітрою, сполуки

Калієва селітра не вступає в реакцію з лугами, але може реагувати з кислотами:

У суміші із сірчаною кислотою калій включається до складу солі – гідросульфату, у вигляді пари формується азотна кислота. Із солями селітра реагує з утворенням інших солей, а також води:

Реакція взаємодії селітри з атомарним воднем:

Процес йде за участю каталізаторів, утворюється азотистокислий калій, хлорид цинку та вода. При інтенсивному нагріванні (до 400 °С) нітрат калію може реагувати зі свинцем:

У тих самих умовах йде реакція азотнокислого калію з чистим алюмінієм:

В результаті утворюється оксид алюмінію та калію, оксид алюмінію та молекулярний азот.

Висока реакційна здатність речовини визначає його велике значення у добривах ґрунту. Завдяки тому, що азотнокислий калій здатний вступати в хімічні реакції з багатьма сполуками, він добре засвоюється рослинами, швидко включається в їхній метаболізм і позитивно впливає на ріст і розвиток.

Застосування калієвої селітри

Застосування речовини поширюється на багато сфер.

Застосування калієвої селітри в садівництві та городництві

Калієва селітра – це цінне добриво, необхідне нормального розвитку зеленої рослинності. Її застосовують для покращення якісних властивостей ґрунтів, насичення її макроелементами, які відіграють велику роль у метаболізмі рослин, це так зване підживлення.

Калієва селітра, як добриво, має низку позитивних ефектів на садові та городні культури:

• підвищує врожайність;
• сприяє розвитку акуратних та великих плодів;
• посилює пишність та тривалість цвітіння декоративних рослин;
• підвищує стійкість до інфекційних агентів, а також до шкідників;
• робить рослини більш стійкими до стресів: вони легше переживають посуху, спеку, різкі стрибки температур;
• збільшує тривалість плодоношення;
• покращує смакові якості плодів (наприклад, фрукти стають солодшими за рахунок інтенсивного накопичення цукрів);
• запобігає розтріскуванню;
• продовжує термін зберігання.

Важливо, що дане добриво не містить хлору, тому може безперешкодно вноситися до ґрунтів для рослин, які його не переносять, без негативних наслідків. Його зручно застосовувати: можна використовувати в сухому та в розчиненому вигляді, вносити в землю або обприскувати листя.

Калієву селітру застосовують як підживлення для великої кількості видів рослин, проте вона підходить не всім:

Калієва селітра (нітрат калію): властивості, застосування, як удобрювати, користь та шкода

Калієва селітра – це сіль азотної кислоти, що містить калій, також називається нітратом калію. Ця неорганічна речовина знайшла застосування у багатьох сферах: у харчовій промисловості, у піротехніці, в електроніці, металургії. Найбільшого поширення нітрат калію отримав у садівництві, де він використовується як добрива для посилення росту, розвитку та плодоношення культурних рослин. Підгодовування поєднує в собі корисні властивості відразу двох макроелементів, при внесенні їх у ґрунт у складі різних добавок вони засвоюються гірше. Калієва селітра, яку застосовують як добриво, покращує якість та родючість ґрунту.

Що таке калієва селітра?

Нітрат калію (калієва селітра) – це калійна сіль азотної кислоти. Вона утворюється внаслідок взаємодії азотної кислоти з сульфатами або карбонатами калію. У нормальних умовах з'єднання має вигляд білого розсипчастого порошку зі зниженою гігроскопічністю. На молекулярному рівні калійна селітра утворює ромбічну або гексоганальну кристалічну решітку, має довгі тонкі голки. Зв'язок між азотним залишком та калієм іонний.

Калієва селітра – це речовина, яка не має смаку та запаху. Згодом може ущільнюватися. Добре розчиняється у воді, що значно посилюється при нагріванні, насилу – у гліцерині, діаміді, зрідженому аміаку, практично нерозчинна в етанолі та діетиловому ефірі.

У природі нітрат калію в невеликих кількостях можна виявити в рослинах як проміжний продукт переробки калієвих солей сірчаної і вугільної кислоти. ). утворюються в районах із теплим кліматом: Індія, Австралія, Болівія, США, Росія.

Формула, рівняння, властивості калієвої селітри

Хімічна формула калієвої селітри – KNO ₃. При підвищенні температури до 400 ° С починається розкладання:

При цьому виходить калієва сіль азотистої кислоти (нітрит калію) і виділяється газ кисень. Нітрат калію має виражені окислювальні властивості, може реагувати як з простими, так і зі складними речовинами.

Для визначення вмісту нітрату калію користуються якісною взаємодією з міддю при повільному нагріванні:

Спостерігається виділення газоподібного оксиду азоту бурого кольору.

Молекула калієвої селітри

Отримання калієвої селітри

Для видобутку калієвої селітри до розвитку хімічної промисловості користувалися природними джерелами – селітряниці. просторі йшов активний синтез нітрату калію:

1. Під час гниття утворювався газ аміак, який затримувався у соломі.
2. Мікроорганізми окислювали аміак до азотистої та азотної кислоти за допомогою декількох етапів нітрифікації.
3. Кислота взаємодіяла з вапняком (CaCO₃), в результаті виходив кальцію нітрат або кальцієва селітра (Ca(NO₃)₂).
4. Суміш піддавалася вилуговування, її переводили у водний розчин.
5. До розчину додавали деревну золу з великим вмістом карбонату калію (K₂CO₃). При цьому випадав молочно-білий осад вапняку.
6. У результаті утворювався розчин калієвої селітри.

Загальна формула реакцій:

Нерідко вапняк у селітряниці замінювали поташом (калієвим карбонатом), тоді синтез йшов без необхідності вилуговування і прямо приводив до нітрату калію.

У 19 столітті був запропонований дугою спосіб видобутку калієвої селітри, менш витратний і швидший:

Для цього застосовували природний нітрат натрію (чілійську селітру) та середню сіль соляної кислоти (хлорид калію). Побічним продуктом взаємодії є кухонна сіль.

Сьогодні в лабораторних умовах нітрат калію одержують за допомогою реакції нітрату кальцію з сульфатом калію. Вона протікає схоже з найпершим способом отримання калієвої селітри:

При цьому випадає осад безбарвних або білуватих кристалів сірчанокислого кальцію.

У лабораторіях застосовується метод отримання азотнокислого калію за допомогою взаємодії нітрату амонію з хлоридом калію:

Побічний продукт легко відокремлюється, залишаючи високий вихід необхідної речовини.

Масовий випуск добрива здійснюється спеціалізованими заводами. У промисловості виробництво калієвої селітри відбувається за допомогою конверсії. Це найдоступніший і найпоширеніший метод, т.к. в результаті виходить чиста речовина 1-го класу. Для цього застосовується технологія катіонного обміну хлориду калію та нітрату натрію, що проходить у декілька етапів:

1. Розчини сполук фільтруються та випаровуються до потрібної концентрації.
2. При нагріванні парою вони проходять обмінне розкладання усередині сталевого реактора.
3. Всередину поступово додається порошкоподібний хлорид калію, а також мінеральна олія, що сприяє інтенсифікації процесу та зменшення формування піни.
4. Процес розкладання займає 4 години, постійна температура близько 90 ° С, до кінця її піднімають до 120 ° С.
5. Потім фільтрацією холодною водою відокремлюють кухонну сіль, яка видаляється.
6. Розчин нітрату калію постійно підігрівають, щоб уникнути кристалізації. З різними домішками його відправляють до приймальних баків.
7. Побічні продукти розкладаються, вони виділяються у вигляді газів.
8. У кристалізаторі утворюється чистий порошок калієвої селітри.
9. Його промивають холодною водою, розчиняють і повторно кристалізують для отримання більш чистого і якісного продукту.
10. Готове добриво просушують у барабанних установках гарячим повітрям.

Реакції з калієвою селітрою, сполуки

Калієва селітра не вступає в реакцію з лугами, але може реагувати з кислотами:

У суміші із сірчаною кислотою калій включається до складу солі – гідросульфату, у вигляді пари формується азотна кислота. Із солями селітра реагує з утворенням інших солей, а також води:

Реакція взаємодії селітри з атомарним воднем:

Процес йде за участю каталізаторів, утворюється азотистокислий калій, хлорид цинку та вода. При інтенсивному нагріванні (до 400 °С) нітрат калію може реагувати зі свинцем:

У тих самих умовах йде реакція азотнокислого калію з чистим алюмінієм:

В результаті утворюється оксид алюмінію та калію, оксид алюмінію та молекулярний азот.

Висока реакційна здатність речовини визначає його велике значення у добривах ґрунту.Завдяки тому, що азотнокислий калій здатний вступати в хімічні реакції з багатьма сполуками, він добре засвоюється рослинами, швидко включається в їхній метаболізм і позитивно впливає на ріст і розвиток.

Застосування калієвої селітри

Застосування речовини поширюється на багато сфер.

Застосування калієвої селітри в садівництві та городництві

Калієва селітра – це цінне добриво, необхідне нормального розвитку зеленої рослинності. Її застосовують для покращення якісних властивостей ґрунтів, насичення її макроелементами, які відіграють велику роль у метаболізмі рослин, це так зване підживлення.

Калієва селітра, як добриво, має низку позитивних ефектів на садові та городні культури:

• підвищує врожайність;
• сприяє розвитку акуратних та великих плодів;
• посилює пишність та тривалість цвітіння декоративних рослин;
• підвищує стійкість до інфекційних агентів, а також до шкідників;
• робить рослини більш стійкими до стресів: вони легше переживають посуху, спеку, різкі стрибки температур;
• збільшує тривалість плодоношення;
• покращує смакові якості плодів (наприклад, фрукти стають солодшими за рахунок інтенсивного накопичення цукрів);
• запобігає розтріскуванню;
• продовжує термін зберігання.

Важливо, що дане добриво не містить хлору, тому може безперешкодно вноситися до ґрунтів для рослин, які його не переносять, без негативних наслідків. Його зручно застосовувати: можна використовувати в сухому та в розчиненому вигляді, вносити в землю або обприскувати листя.

Калієву селітру застосовують як підживлення для великої кількості видів рослин, проте вона підходить не всім: