Новости Нефтегазовая пром.
Выставки Наука и технология


Нитрат калия

Нитрат калия ГОСТ 4217-77


нитрат калия

Нитрат калия
нитрат калия
нитрат калия
Систематическое
наименование
Нитрат калия
Сокращенияв народе КС, НК
Традиционные названияКалиевая селитра, калийная селитра, индийская селитра, Соль Петра (Salt of Peter, petersalt)
Хим. формулаKNO3
Рац. формулаKNO3
Состояниетвёрдое
Молярная масса101,1032 г/моль
Плотность2,109 (16 °C)
Твёрдость2
Т. плав.334 °C
Т. кип.с разложением °C
Т. разл.400 °C
Тройная точкаотсутствует
Мол. теплоёмк.95,06 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования-494,00 кДж/моль
Энтальпия плавления9,80 кДж/моль
Энтальпия сублимации181,00 кДж/моль
Растворимость в воде13,3 (0 °C)
36 (25 °C)
247 (100 °C)
ГОСТГОСТ 4217-77
Рег. номер CAS7757-79-1
PubChem
Рег. номер EINECS231-818-8
SMILES
InChI
Кодекс АлиментариусE252
RTECSTT3700000
ChEBI63043
Номер ООН1486
ChemSpider
ЛД503750 мг/кг
Токсичностьмалотоксичен
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Нитрат калия, азотнокислый калий (калиевая селитра, калийная селитра, индийская селитра и др.) — неорганическое соединение, калиевая соль азотной кислоты с формулой KNO3. В кристаллическом состоянии — бесцветное вещество, нелетучее, слегка гигроскопичное, без запаха. Нитрат калия хорошо растворим в воде. Практически не токсичен для живых организмов.

Встречается в природе в виде минерала нитрокалита, в Ост-Индии находится одно из крупнейших месторождений, отсюда второе название — индийская селитра. В очень малых количествах содержится в растениях и животных.

Форма кристаллов игольчатая, сами кристаллы очень длинные. Легко поддается очистке перекристаллизацией с минимальными потерями.

Основное применение находит в пиротехнике (до XX века особенно широко, как компонент основного в то время взрывчатого вещества — дымного (чёрного) пороха) и как калий-азотное удобрение (очень удобное соединение двух обычно плохо сочетающихся при усваивании растениями элементов).

       калиевая селитра - удобрение

Физические свойства

Нитрат калия в нормальных условиях представляет собой бесцветные кристаллы (в измельченном состоянии белый порошок) с ионной структурой и ромбической или гексагональной кристаллической решеткой. 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[3]:

Растворитель
/
Температура, °С
10202530406080100
Вода13,921,231,637,946,061,3106,2166,6245,0
Жидкий аммиак10,52

10,4




Гидразин

14





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

Химические свойства

  • Разлагается при 400—520 °C с образованием нитрита калия KNO2 и кислорода O2 (выделение последнего увеличивает пожароопасность нитрата калия):
 2KNO3 ⟶ 2KNO2 + O2
  • 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)[4]:
 Zn + 2HCl ⟶ ZnCl2 + 2H0,
 KNO3 + 2H0 ⟶ KNO2 + H2O.
  • 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.
калий азотнокислый

Получение

В Средние Века и Новое Время (когда активно использовали порох) для получения нитрата калия служили селитряницы — 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.

 Ca(NO3)2 + K2CO3 ⟶ 2KNO3 + CaCO3

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:

 Ca(NO3)2 + K2SO4 ⟶ 2KNO3 + CaSO4

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

 KCl + NaNO3 ⟶ KNO3 + NaCl

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

 KCl + NH4NO3 ⟶ KNO3 + NH4Cl

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

 KOH + HNO3 ⟶ KNO3 + H2O   — в основном, демонстрационная реакция соответствующей кислоты и основания
 21K + 26HNO3 ⟶ 21KNO3 + NO↑ + N2O↑ + N2↑ + 13H2 — тоже демонстрационная реакция соответствующих кислоты и металла.
 K2O + 2HNO3 ⟶ 2KNO3 + H2 — демонстрационная реакция соответствующего щелочного оксида с соответствующей кислотой.

Также:

 2KOH + N2O5 ⟶ 2KNO3 + H2O
 NH4NO3 + KOH ⟶ NH3 ↑ + KNO3 + H2O
 K2CO3 + 2HNO3 ⟶ 2KNO3 + H2O + CO2
калий азотнокислый

Природные источники и месторождения

В природе нитрат калия распространен в виде минерала нитрокалита. Крупнейшее его месторождение находится в Индии. 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.

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

калий азотнокислый

Применение

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 стекол и придания прочности изделиям из стекла.

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. 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.


нитрат калия

нитрат калия