Нитрат калия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Нитрат калия
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование
Нитрат калия
Сокращения в народе «КС» или «НК»
Традиционные названия Ка́лиевая селитра, кали́йная селитра, инди́йская селитра
Хим. формула KNO3
Рац. формула KNO3
Физические свойства
Состояние Твёрдое
Молярная масса 101,1032 г/моль
Плотность 2,109 (16 °C)
Твёрдость 2
Термические свойства
Температура
 • плавления 334 °C
 • кипения с разложением °C
 • разложения 400 °C
Тройная точка Отсутствует
Мол. теплоёмк. 95,06 Дж/(моль·К)
Энтальпия
 • образования -494,00 кДж/моль
 • плавления 9,80 кДж/моль
 • сублимации 181,00 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
 • в воде 13,3 (0 °C)
36 (25 °C)
247 (100 °C)
Классификация
Рег. номер CAS 7757-79-1
PubChem
Рег. номер EINECS 231-818-8
SMILES
InChI
Кодекс Алиментариус E252
RTECS TT3700000
ChEBI 63043
Номер ООН 1486
ChemSpider
Безопасность
ЛД50 3750 мг/кг
Токсичность Малотоксичен
Краткие характер. опасности (H)
H272
Меры предостор. (P)
P220
Сигнальное слово осторожно
Пиктограммы СГС Пиктограмма «Пламя над окружностью» системы СГС
NFPA 704
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Нитра́т ка́лия (азотноки́слый ка́лий, ка́лиевая сели́тра, кали́йная селитра, инди́йская селитра и др., химическая формулаKNO3) — неорганическая калиевая соль азотной кислоты.

В стандартных условиях, нитрат калия — это кристаллическое бесцветное вещество, нелетучее, слегка гигроскопичное, без запаха. Нитрат калия хорошо растворим в воде. Малотоксичен для живых организмов.

Физические свойства[править | править код]

Нитрат калия в нормальных условиях представляет собой бесцветные кристаллы (в измельчённом состоянии белый порошок) с ионной структурой и ромбической или гексагональной кристаллической решёткой. Слегка гигроскопичен, склонен несильно слеживаться со временем. Не имеет запаха, нелетуч.

Хорошо растворим в воде, в средней степени в глицерине, жидком аммиаке, гидразине, нерастворим в чистом этаноле и эфире (в разбавленных водой растворяется плохо). Таблица растворимости в некоторых растворителях, в граммах KNO3 на 100 г H2O[1]:

Растворитель
/
Температура, °С
10 20 25 30 40 60 80 100
Вода 13,9 21,2 31,6 37,9 46,0 61,3 106,2 166,6 245,0
Жидкий аммиак 10,52 10,4
Гидразин 14

При медленной кристаллизации вырастают очень длинные игольчатые кристаллы. Нитрат калия хорошо поддаётся очистке перекристаллизацией, причём с небольшими потерями, благодаря сильному повышению растворимости с ростом температуры.

Химические свойства[править | править код]

  • Разлагается при 400—520 °C с образованием нитрита калия KNO2 и кислорода O2[2] (выделение последнего увеличивает пожароопасность нитрата калия):
  • Является сильным окислителем, реагирует с горючими материалами и восстановителями, при измельчении активно и нередко со взрывом. Смеси нитрата калия с некоторыми органическими материалами склонны к самовоспламенению.
  • Восстанавливается водородом в момент выделения (в реакции соляная кислота разбавленная)[2]:
  • Расплав нитрата калия может быть использован для получения металлического калия электролизом, однако из-за высоких окислительных способностей нитрата калия в расплавленном состоянии предпочтительнее гидроксид калия.

Получение[править | править код]

В Средние Века и Новое Время (когда активно использовали порох) для получения нитрата калия служили селитря́ницы — кучи из смеси навоза (и других перегнивающих компонентов) с известняком, строительным мусором и прочим известняковым материалом с прослойками из соломы или хвороста, накрытые дёрном для удерживания образующихся газов.

При гниении навоза образовывался аммиак, который, накапливаясь в прослойках из соломы, подвергался нитрификации и превращался вначале в азотистую, а затем в азотную кислоту. Последняя, взаимодействуя с известняком, давала Ca(NO3)2, который выщелачивался водой. Добавка древесной золы (состоящей в основном из поташа) приводила к осаждению CaCO3 и получению раствора нитрата калия; нередко золу добавляли сразу в кучу вместо известняка, тогда калиевая селитра получалась сразу.

Реакция поташа с кальциевой селитрой (нитратом кальция) является самой древней из используемых человеком для получения нитрата калия и популярна до сих пор. Вместо поташа, впрочем, сейчас в лабораториях чаще всего используют сульфат калия, реакция очень похожа:

Первый способ применялся вплоть до 1854 г., когда немецкий химик К. Нёльнер изобрёл производство нитрата калия, основанное на реакции более доступных и дешевых хлорида калия и нитрата натрия, доступного в виде чилийской селитры:

Существует несколько других способов получения нитрата калия. Это взаимодействие нитрата аммония и хлорида калия с образованием нитрата калия и хлорида аммония, последний легко отделяется:

— наиболее применимая после реакции нитрата кальция с карбонатом или сульфатом калия.

 — в основном, демонстрационная реакция соответствующей кислоты и основания
 — тоже демонстрационная реакция соответствующих кислоты и металла.
 — демонстрационная реакция соответствующего основного оксида с соответствующей кислотой.

Также:

Природные источники и месторождения[править | править код]

В природе нитрат калия распространён в виде минерала нитрокалита, в Ост-Индии находится одно из крупнейших месторождений, отсюда второе название — индийская селитра. Природный нитрат калия образуется в результате разложения азотсодержащих веществ с последующим связыванием медленно выделяющегося аммиака нитробактериями, чему способствует влага и тепло, поэтому наиболее крупные залежи находятся в странах с жарким климатом[3]. Наиболее известные месторождения нитрата калия находятся в Индии, Боливии, Австралии, Чили, ЮАР, России, США и Шри-Ланке. Он также встречается в Китае, Мексике, и других странах[4]

В очень малых количествах нитрат калия содержится в растениях[5], является промежуточным продуктом при переработке ими почвенных сульфата и карбоната калия.

Применение[править | править код]

Основное применение на сегодняшний день нитрат калия находит в качестве ценного удобрения, так как совмещает в себе два элемента, частично блокирующих усвоение друг друга растениями, когда находятся в составе отдельных соединений.

Применяется при изготовлении дымного пороха и некоторых других горючих смесей (например, карамельного ракетного топлива), которые почти полностью сейчас используются в производстве пиротехнических изделий.

Применяется также в электровакуумной промышленности и оптическом стекловарении для обесцвечивания и осветления технических хрустальных стёкол и придания прочности изделиям из стекла[6].

Расплав иногда используется в химических лабораториях и у любителей химии для получения металлического калия электролизом, наряду с гидроксидом калия.

Используется в качестве сильного окислителя в металлургии, в частности, при переработке никелевых руд.

В пищевой промышленности нитрат калия применяется в качестве консерванта E252[7]. Сам по себе он не имеет существенного антибактериального действия, но его оказывает образующийся в результате восстановления нитрит калия в мясных продуктах, в которых нитрат калия наиболее широко используется в качестве консерванта[8].

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Химия и технология редких и рассеянных элементов / Под ред. Большакова К. А.. — М.: Высшая школа, 1976. — Т. 1. — 91 с.
  2. 1 2 Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Реакции неорганических веществ: справочник. — 2-е изд., перераб. и доп.. — С. 251.
  3. Нитраты природные — Горная энциклопедия
  4. Калиевая селитра. Дата обращения: 10 апреля 2020. Архивировано 22 сентября 2020 года.
  5. С. П. Вуколов. Селитра // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1900. — Т. XXIX. — С. 357—362.
  6. Кубань-Агро-Альянс. Дата обращения: 13 декабря 2012. Архивировано 13 ноября 2012 года.
  7. Добавкам. Нет Архивная копия от 7 августа 2013 на Wayback Machine[неавторитетный источник]
  8. OPINIONS OF THE SCIENTIFIC COMMITTEE FOR FOOD ON: Nitrates and Nitrite Архивная копия от 6 марта 2015 на Wayback Machine / REPORTS OF THE SCIENTIFIC COMMITTEE FOR FOOD; European Commission, 1997

Литература[править | править код]

Ссылки[править | править код]