Нитрат калия


Нитрат калия
Нитрат калия
Нитрат калия: химическая формула
Нитрат калия: вид молекулы
Общие
Систематическое наименование Нитрат калия
Сокращения в народе КС, НК
Традиционные названия Ка́лиевая селитра, кали́йная селитра, индийская селитра, Соль Петра (Salt of Peter)[источник?]
Химическая формула KNO3
Эмпирическая формула KNO3
Физические свойства
Состояние (ст. усл.) твёрдое
Отн. молек. масса 101,1032 а. е. м.
Молярная масса 101,1032 г/моль
Плотность 2,109 (16 °C) г/см³
Твёрдость 2
Термические свойства
Температура плавления 334 °C
Температура кипения с разложением °C
Температура разложения 400 °C
Тройная точка отсутствует
Молярная теплоёмкость (ст. усл.) 95,06 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования (ст. усл.) -494,00 кДж/моль
Энтальпия плавления 9,80 кДж/моль
Энтальпия 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
RTECS TT3700000
Безопасность
ЛД50 3750 мг/кг
Токсичность малотоксичен
NFPA 704
NFPA 704.svg

Нитра́т ка́лия, азотноки́слый ка́лий (ка́лиевая сели́тра, кали́йная селитра, индийская селитра и др.) — неорганическое бинарное 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 находятся одно из крупнейших месторождений, отсюда второе название — индийская селитра. В очень малых количествах содержится в растениях и животных[1].

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 (черного) пороха) и как калий-азотное удобрение (очень удобный комплекс двух обычно плохо сочетающихся при усваивании растениями элементов).

Содержание

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[2][3]:

Растворитель / Температура 0 °С 10 °С 20 °С 25 °С 30 °С 40 °С 50 °С 60 °С 70 °С 80 °С 90 °С 100 °С
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
Диэтиловый эфир
Этанол
Метанол
Глицерин

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

Химические свойства

Разлагается при 400 °C с образованием нитрита калия KNO2 и кислорода O2 (выделение последнего увеличивает пожароопасность нитрата калия):

\mathsf{2KNO_3 \longrightarrow 2KNO_2 + O_2\uparrow}

Является сильным окислителем, реагирует с горючими материалами и восстановителями, при измельчении активно и нередко со взрывом. В смеси с некоторыми органическими материалами склонен самовоспламенять их.

Расплав может быть использован для получения калия электролизом, однако из-за высоких окислительных способностей нитрата калия в этом состоянии предпочтительнее гидроксид калия.

Получение

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 дерном 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)

\mathsf{Ca(NO_3)_2 + K_2CO_3 \longrightarrow 2\ KNO_3 + CaCO_3\downarrow}

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:

\mathsf{Ca(NO_3)_2 + K_2SO_4 \longrightarrow 2\ KNO_3 + CaSO_4\downarrow}

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

\mathsf{KCl + NaNO_3 \longrightarrow KNO_3 + NaCl\downarrow}

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

\mathsf{KCl + NH_4NO_3 \longrightarrow KNO_3 + NH_4Cl} — популярнейшая после реакции нитрата кальция с карбонатом или сульфатом калия
\mathsf{KOH + HNO_3 \longrightarrow KNO_3 + H_2O} — в основном демонстративная реакция соответствующей кислоты и основания
\mathsf{21 \ K + 26\ HNO_3 \longrightarrow 21 \ KNO_3 + NO\uparrow + N_2O\uparrow + N_2\uparrow + 13 \ H_2O} — тоже демонстративная реакция соответствующих кислоты и металла
\mathsf{K_2O + 2 \ HNO_3 \longrightarrow 2 \ KNO_3 + H_2O} — демонстр. реакция соотв. щелочного оксида с соотв. кислотой
\mathsf{2 \ KOH + N_2O_5 \longrightarrow 2 \ KNO_3 + H_2O}
\mathsf{NH_4NO_3 + KOH \longrightarrow NH_3\uparrow + KNO_3 + H_2O}
\mathsf{K_2CO_3 + 2 \ HNO_3 \longrightarrow 2 \ KNO_3+ H_2O + CO_2 \uparrow}

Природные источники и месторождения

В природе калия нитрат распространен в виде минерала нитрокалита. Крупнейшие его месторождения находятся в Ост-Индии и в Чили (вместе с основным минералов — нитронатритом). Природный нитрат калия является результатом разложения азотистых веществ с последующим связыванием медленно выделяющегося аммиака нитробактериями, чему способствует влага и тепло, поэтому наиболее крупные залежи находятся в странах с жарким климатом[4].

В очень малых количествах содержится в растениях и животных[1], является промежуточным продуктом при переработке ими почвенных сульфата и карбоната калия.

Применение

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

Незаменим он при изготовлении дымного пороха и некоторых других составов (например, карамельного ракетного топлива), которые почти полностью сейчас идут на производство пиротехники.

Применяется также в электровакуумной промышленности и оптическом стекловарении для обесцвечивания и осветления технических хрустальных стекол и придания прочности изделиям из стекла[5].

Расплав часто используется в лабораториях и у любителей для получения элементарного калия электролизом, наряду с гидроксидом калия.

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

См. также

Примечания

  1. 1 2 ЭСБЕ
  2. Химия и технология редких и рассеянных элементов / Под ред. Большакова К. А.. — М.: Высшая школа, 1976. — Т. 1. — 91 с.
  3. База данных Химистера
  4. Нитраты природные — Горная энциклопедия
  5. Кубань-Агро-Альянс

Ссылки




Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Нитрат калия" в других словарях:

  • нитрат калия — азотнокислый калий …   Cловарь химических синонимов I

  • Нитрат железа(III) — Нитрат железа(III) …   Википедия

  • Нитрат железа(II) — Нитрат железа (II)  это соль образованная реакцией нейтрализации гидроксида железа(II) и азотной кислоты с общей молекулярной формулой Fe(NO3)2. Насыщенность его водного р ра составляет 86,95г при температуре 24 °С (при t=0°С равна 71,03г,… …   Википедия

  • Нитрат меди(II) — Нитрат меди(II) …   Википедия

  • Нитрат алюминия — Нитрат алюминия …   Википедия

  • Нитрат никеля(II) — Нитрат никеля(II) …   Википедия

  • Нитрат палладия(II) — Нитрат палладия(II) …   Википедия

  • Нитрат аммония — Нитрат аммония …   Википедия

  • Нитрат натрия — Нитрат натрия …   Википедия

  • Калия нитрат — Нитрат калия (KNO3)  калиевая селитра. Бесцветный до белого кристаллический порошок, без запаха. Температура плавления: 333 334°C. Молекулярная масса: 101,1032. Разлагается ниже температуры кипения при 400 °C с выделением кислорода. Разлагается… …   Википедия

Книги