Kalijev nitrat: formula, priprema, primjena

Često se susrećemo s mnogim kemijskim spojevima, a da ih uopće ne primijetimo. Jedan od njih je kalijev nitrat ili indijski nitrat. Kristalni prah čvrsto je ušao u naš život: jedemo ga (kao aditivi u raznim proizvodima), koristimo ga u poljoprivredi kao vrlo vrijedno i korisno gnojivo, pa samo se radujemo, gledajući neke proizvode u kojima je prisutan (vatromet).

Kalijev nitrat: formula i opis

Taj anorganski spoj koji ima formulu KNO3 je nastala sol dušična kiselina i natrij. Njegovi kristali su bezbojni i bez mirisa. Tvar nije hlapljiva, ali ima loše izražene higroskopna svojstva (tj. Sposobnost apsorpcije vlage, čak i iz zraka, ali u malim količinama). Kalijev nitrat je praktički netoksičan i bezopasan za ljude i životinje. Kristali imaju izduženi oblik igle. Vrlo dobro topljiv u vodi (pomoću elektrolize je izoliran kalij iz njega), kao iu hidrazinu, glicerinu i tekućem amonijaku. Postupak rekristalizacije ponekad se koristi za pročišćavanje kalijevog nitrata.

Prirodni nalazi

Kalijev nitrat (KNO ₃ ) u prirodnom okruženju nalazi se uglavnom u obliku mineralnog nitrokalita. Njegov najveći depozit je u Indiji. Odatle drugo ime spoja - indijska solena. Mineral nastaje kao rezultat dugog procesa razgradnje tvari koje sadrže dušik, a amonijak oslobođen tijekom tog procesa je vezan specifičnim nitrobakterijama. Ova reakcija se odvija pri visokim temperaturama zraka, što uzrokuje prevalenciju ovog minerala u zemljama s vrućom klimom i visokom vlagom.

Kemijska svojstva

Kalijev nitrat (formula KNO ₃ ) je prilično jak oksidirajući agens. U osnovnom stanju vrlo je aktivan, a ponekad reagira eksplozijom s gorivim materijalima i nekim redukcijskim sredstvima. U reakcijama koje uključuju neke organski spojevi on ih može zapaliti. Nitrat je vrlo nestabilan i kad je izložen temperaturi raspadne se formiranjem nitrita i kisika. Kalijev nitrat nije iznimka (jednadžba: 2KNO ₃ → 2KNO ₂ + O ₂ ). Ovo svojstvo spoja pokazuje njegovu vrlo visoku opasnost od požara, što zahtijeva pridržavanje posebnih pravila skladištenja.

Najstariji način

Kalijev nitrat je sol koju smo počeli primati u srednjem vijeku. Za to su se koristili veliki kompost ili gomila gnoja, zvali su se niteriti. Izrađeni su od vapnenca, raznih građevinskih ostataka, slojeva šiblja i slame za dobivanje kisika. Odozgo, da bi zadržali sve ispuštene plinove unutra, oni su se zgusnuli sa korijenom. Kada su se organske tvari počele aktivno raspadati i trunuti, otpušten je amonijak, koji nije izlazio, nego je ostao u slojevima šiblja i slame, postupno prolazi kroz proces nitrifikacije i transformacije, najprije u dušik, a zatim u dušičnu kiselinu. Ona je, pak, ušla u kemijsku interakciju s vapnencem u hrpi komposta i rezultirala kalcijevim nitratom. Nadalje, ispire se običnim pepelom (potaša). S ovim kalcijev karbonat taloži se otopina kalijevog nitrata. Koristio se prvenstveno za pripremu baruta. To se odražava sljedećom reakcijom:

Ca (NO3) ₂ + K2CO3 → 2 KNO3 + CaCO3 (taloži se).

Moderna potvrda

Postoji nekoliko načina za proizvodnju ove tvari. Evo najčešće korištenih i uobičajenih:

1. Dušična kiselina se neutralizira s kalijevim hidroksidom.
2. Apsorpcija dušičnih plinova pomoću kalijevog hidroksida.
3. Postupak pretvorbe temeljen na razgradnji natrijevog nitrata kalijev klorid.

Primjene u poljoprivredi

Indijski nitrat se aktivno koristi u mnogim područjima ljudske aktivnosti. Glavni smjer je poljoprivreda, gdje se kalijev nitrat koristi kao vrijedno gnojivo. Sadrži dvije komponente koje su iznimno potrebne za postrojenja za njihov aktivan razvoj. Ako se uvedu odvojeno, onda se međusobno ometaju u normalnom učenju, a ako se zajedno odvijaju bez ikakvih komplikacija. Ovo gnojivo se vrlo brzo otopi u otopini tla, što je također veliki plus, vrijeme izlaganja je minimizirano. Unošenjem kalijevog nitrata pod voćke u ljeto i jesen povećava se otpornost na hladnoću i mraz.

Ostala područja uporabe

Drugo područje, u kojem se aktivno koristi kalijev nitrat, je proizvodnja crnog praha, koji se trenutno uglavnom koristi za proizvodnju pirotehničkih proizvoda (vojnih, specijaliziranih ili zabavnih).

Riječ je o nitratu koji se također koristi u proizvodnji krutog raketnog goriva, koje se također naziva karamela zbog njegove uporabe u proizvodnji šećera (sorbitola). Sastoji se od 65% kalijevog nitrata.

Snažna oksidacijska svojstva indijskog nitrata našla su primjenu u metalurgiji, naime u procesu prerade ruda koje sadrže nikal. I ova se tvar aktivno koristi na području industrije stakla, uglavnom za bistrenje kristala, povećavajući čvrstoću proizvoda. Indijski nitrat se također koristi u proizvodnji emajla i drugih boja i lakova.

Jedna od najmanje djelotvornih i korisnih područja za ljude, gdje se koristi kalijev nitrat, jest prehrambena industrija. Tamo je poznat pod kodnim imenom E252 (konzervans). Koristi se za povećanje trajnosti proizvoda, budući da kalijev nitrat usporava proces razmnožavanja bakterija i različitih gljiva. Ova tvar se aktivno dodaje u sireve (tvrde, polutvrde, meke), kobasice i mesne proizvode, konzerviranu ribu, paste od gusjele jetre. Osim toga, ovaj aditiv poboljšava boju proizvoda. Dovoljno je zapamtiti lijepu, ali apsolutno neprirodnu ružičaste boje kobasica.

Važno je izdvojiti sljedeće informacije: Dodatak E252 je kancerogen, to jest tvar koja potiče rak. Unatoč tome, dopušteno je za uporabu na području Ruske Federacije i zemalja eurozone. To je slučaj kada kemija ide protiv osobe.