Химические 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.
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.
https://www.youtube.com/watch{q}v=AGnom_QedJs
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.
170 51
Химия давно вошла в жизнь человека и заняла в ней все свободное пространство. Множество разнообразных соединений ежедневно употребляется в пищу, применяется для изготовления товаров широкого потребления, используется в промышленности или на сельских полях. И одним из таких полезных химических веществ, ставшим неизменным спутником человека во многих областях жизни, является нитрат калия.
Нитратом калия, индийской или калийной селитрой называют неорганическое соединение, образованное азотной кислотой и калием. В последние десятилетия оно получило очень широкое применение в промышленности, химическом и пищевом производстве, в сельском хозяйстве.
Это уникальное вещество имеет достаточно простую химическую формулу KNO3, а его свойства досконально изучены специалистами.
Нитрат калия можно получить не только искусственным лабораторным путем, он встречается и в живой природе. Основным источником природного нитрата калия являются месторождения минерала, получившего название нитрокалит. Самые крупные из них открыты в Индии, благодаря чему вещество получило второе название — индийская селитра. Кроме того, нитрат калия входит в состав некоторых растений и даже животных.
Калийную селитру нельзя назвать открытием современной науки. Получать эту соль люди умели уже в средние века. Делали это с помощью компостных ям, в которых под действием кислорода в теплом и сыром микроклимате под слоем известняка перегнивала органика. Полученное вещество служило удобрением или использовалось для изготовления пороха.
Основу вещества составляют азотная кислота и натрий. Полученная в результате соединения этих элементов соль представляет собой белый или желтоватый порошок, не наделенный ни запахом, ни вкусом. В природной форме вещество состоит из бесцветных кристаллов удлиненной игольчатой формы.
Особой популярностью и широким спектром применения калиевая селитра обязана своим свойствам:
- не обладает летучестью;
- имеет слабо выраженную гигроскопичность;
- нетоксична;
- абсолютно безвредна для человека;
- отлично растворяется в воде, жидком аммиаке, глицерине и гидразине.
Кроме того, калийная селитра относится к сильнейшим окислителям, а при воздействии высоких температур становится взрывоопасной. Она способна взрывом контактировать с материалами, обладающими горючестью. Это свойство вещества позволяет с успехом использовать его в производстве фейерверков.
Если в реакции участвуют органические вещества — селитра с легкостью может их воспламенять, поэтому использование нитрата калия требует соблюдения осторожности и особых мер безопасности.
Нитрат калия окружает человека со всех сторон. Это вещество активно используется во многих хозяйственных сферах. Современный человек ежедневно использует предметы, изготовленные с применением нитрата калия. Он даже ест его вместе с продуктами питания.
- Сельское хозяйство. Применяется в качестве универсального удобрения, способного во много раз повысить урожайность овощей и фруктов.
- Пищевая промышленность. Входит в состав продуктов в виде консерванта Е252. Отвечает за их защиту от развития гнилостных бактерий, сохраняет окраску и привлекательный внешний вид. Кроме того, нитрат калия используется при изготовлении некоторых видов сыров, колбас, рыбных консервов.
- Стекольное производство. Используется для осветления хрусталя.
- Космическая промышленность. Калийная селитра является основой для изготовления твердого топлива для ракет. Ее масса в этом продукте достигает 65%.
- Металлургия. Благодаря ярко выраженным окислительным свойствам, применяется в процессе никель содержащих руд.
- Пиротехнические изделия. Является основой для получения пороха, который используется в военной промышленности, а также применяется для изготовления фейерверков.
- Фармакология. При добавлении в зубную пасту способен существенно снижать чувствительность зубной эмали. Входит в состав некоторых видов глазных капель.
Независимо от того, в какой из отраслей народного хозяйства используется калийная селитра, ее свойства вынуждают пользователей четко соблюдать правила применения.
Учитывая способность селитры к самовозгоранию, а также к вступлению ее в химические реакции, веществу был присвоен 3 класс опасности, что обязательно должно отражаться на условиях его перевозки и хранения:
- Транспортировка. Перевозка нитрата калия производится только в специально предназначенных для этого вагонах или на других специализированных видах транспорта закрытого типа.
- Хранение. Чтобы порошок со временем не спрессовался, селитру нужно хранить только в герметично закрытой упаковке. Располагать его следует вдали от воспламеняющихся веществ и горячих предметов. В качестве склада должно выступать помещение закрытого типа, оборудованное противопожарной охранной системой.
Нитрат калия очень активно используется в сельскохозяйственном производстве в качестве удобрения. Он содержит в своем составе элементы, необходимые для роста и усиления вегетативных функций растений, но и в этой области применения следует придерживаться правил безопасности.
- Производить подкормку растений можно только веществом в сухом виде или раствором селитры с водой. Ни в коем случае нельзя смешивать его с удобрениями органического типа, например, торфом, соломой, опилками или навозом.
- При использовании удобрения нужно строго соблюдать меру. За лето специалисты рекомендуют проводить не более 3-4 подкормок. В случае излишнего применения селитры, растения могут накопить большое количество нитратов, что может оказать вредное влияние на организм человека.
- Работникам, непосредственно контактирующим с удобрением, необходимо соблюдать технику личной безопасности, используя респираторы для защиты дыхательных путей, резиновые перчатки и посуду, не предназначенную для приема пищи.
Нитрат калия относится к разряду «полезной» химии, которая способна во многом облегчить и даже украсить жизнь человека. Не стоит пугаться, увидев на этикетке любимой колбасы обозначение Е252. Доказано, что нитрат калия не опасен для человека.
Однако следует помнить, что чрезмерное его употребление с продуктами, содержащими высокий уровень нитратов, может оказать негативное влияние на здоровье, поэтому так важно соблюдать меры безопасности при использовании этого вещества в сфере сельского хозяйства.
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.
Растворитель / Температура, °С |
0 | 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 очисткеперекристаллизацией, причём с небольшими потерями, благодаря сильному повышению растворимости с ростом температуры.
- 2KNO3⟶2KNO2 O2↑{displaystyle {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. Смеси нитрата калия с некоторыми органическими материалами склонны к самовоспламенению.
- Восстанавливается водородом в момент выделения (в реакции соляная кислота разбавленная)[4]:
- Zn 2HCl⟶ZnCl2 H20,{displaystyle {mathsf {Zn 2HCllongrightarrow ZnCl_{2} H_{2}^{0}}},}
- KNO3 H20⟶KNO2 H2O.{displaystyle {mathsf {KNO_{3} H_{2}^{0}longrightarrow KNO_{2} H_{2}O}}.}
- 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
Способ относится к химической промышленности и может быть использован в технологии получения минеральных солей и удобрений.
Нитрат калия находит широкое применение во многих отраслях промышленности. Он также является идеальным бесхлорным комплексным удобрением, содержащим азот и калий в эквивалентном соотношении. Однако применение его в сельском хозяйстве ограничено высокой ценой.
Для промышленных потребителей очень важными показателями качества является минимальная влажность и 100% рассыпчатость.
Известен способ получения нитрата калия путем конверсионного обмена между нитратом натрия и хлоридом калия по уравнению (см., например, «Справочник азотчика», М., 1987 г., стр.206-210)
Твердый хлорид натрия отделяют, а из полученного раствора кристаллизуют нитрат калия. Кристаллы отделяют, промывают и сушат горячим воздухом во вращающих печах или печах кипящего слоя.
Недостатком известного способа является получение конечного продукта в виде кристаллов, которые, будучи упакованными в тару, через несколько дней слеживаются, превращаясь в монолит.
Сушка кристаллического продукта воздухом до получения конечной влажности не более 0,08 мас.
% Н2О (норма по ГОСТ 19790-74 марка А, Б) требует значительного времени, что снижает производительность аппаратов сушки и лимитирует весь процесс производства.
Целью настоящего изобретения является создание товарной формы нитрата калия, удовлетворяющей требованиям любого потребителя: 100% рассыпчатость и минимальная влажность с одновременной интенсификацией процесса сушки.
Указанная цель достигается тем, что влажный продукт плавят при температуре 340-380°С, а полученный расплав разбрызгивают во встречном потоке охлаждающего воздуха до затвердевания капель расплава в свободном падении. Полученные гранулы обладают высокой статической прочностью. Гранулированный продукт имеет 100% рассыпчатость и практически не содержит физической влаги.
Процесс гранулирования солевых продуктов из расплава широко распространен в химической технике (аммиачная селитра, карбамид и др.), однако сведений о его применении для калиевой селитры нет.
Расчеты показывают, что тепловые затраты на нагрев кристаллической соли до температуры плавления, непосредственно плавление (скрытая теплота плавления равна 11,89 кДж/моль), тепло на испарение физической влаги суммарно составляют ˜120·103 ккал на 1 т продукта. Такое количество тепла можно получить, сжигая 25-30 м3/ч природного газа с КПД ˜55-65%.
Пример 1.
Кристаллы нитрата калия с влажностью 2,8 мас.% Н2О расплавляют при температуре 350°С. Время пребывания соли в расплавленном состоянии 10 мин.
- Расплав разбрызгивают в потоке восходящего воздуха. Полученные гранулы имеют показатели качества:
- KNO3, % — 99,9
- Н2О, % — 0,05
- прочность, г/гранулу — 980
- рассыпчатость, % — 100.
- Пример 2.
Кристаллы нитрата калия с влажностью 2,6% расплавляют при температуре 350°С. Далее процесс ведут, как в примере 1. Полученные гранулы имеют следующие показатели:
- KNO3, % — 99,9
- Н2О, % — 0,02
- прочность, г/гранулу — 1200
- рассыпчатость, % — 100.
- Способ получения нитрата калия, включающий конверсию нитрата натрия с хлоридом калия, кристаллизацию и выделение целевого продукта, отличающийся тем, что влажные кристаллы нитрата калия плавят при температуре 340-380°С, а полученный расплав разбрызгивают во встречном потоке охлаждающего воздуха до затвердевания капель расплава в свободном падении.
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;
— популярнейшая после реакции нитрата кальция с карбонатом или сульфатом калия
— в основном демонстративная реакция соответствующей кислоты и основания
— тоже демонстративная реакция соответствующих кислоты и металла
— демонстр. реакция соотв. щелочного оксида с соотв. кислотой
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.
- Ca(NO3)2 K2CO3⟶2 KNO3 CaCO3↓{displaystyle {mathsf {Ca(NO_{3})_{2} K_{2}CO_{3}longrightarrow 2 KNO_{3} CaCO_{3}downarrow }}}
- Ca(NO3)2 K2SO4⟶2 KNO3 CaSO4↓.{displaystyle {mathsf {Ca(NO_{3})_{2} K_{2}SO_{4}longrightarrow 2 KNO_{3} CaSO_{4}downarrow }}.}
- KCl NaNO3⟶KNO3 NaCl{displaystyle {mathsf {KCl NaNO_{3}longrightarrow KNO_{3} NaCl}}}
- KCl NH4NO3⟶KNO3 NH4Cl{displaystyle {mathsf {KCl NH_{4}NO_{3}longrightarrow KNO_{3} NH_{4}Cl}}}
— наиболее применимая после реакции нитрата кальция с карбонатом или сульфатом калия.
- KOH HNO3⟶KNO3 H2O{displaystyle {mathsf {KOH HNO_{3}longrightarrow KNO_{3} H_{2}O}}}
— в основном, демонстрационная реакция соответствующей кислоты и основания
- 21 K 26 HNO3⟶21 KNO3 NO↑ N2O↑ N2↑ 13 H2O{displaystyle {mathsf {21 K 26 HNO_{3}longrightarrow 21 KNO_{3} NOuparrow N_{2}Ouparrow N_{2}uparrow 13 H_{2}O}}}
— тоже демонстрационная реакция соответствующих кислоты и металла.
- K2O 2 HNO3⟶2 KNO3 H2O{displaystyle {mathsf {K_{2}O 2 HNO_{3}longrightarrow 2 KNO_{3} H_{2}O}}}
— демонстрационная реакция соответствующего щелочного оксида с соответствующей кислотой.
- 2 KOH N2O5⟶2 KNO3 H2O,{displaystyle {mathsf {2 KOH N_{2}O_{5}longrightarrow 2 KNO_{3} H_{2}O}},}
- NH4NO3 KOH⟶NH3↑ KNO3 H2O,{displaystyle {mathsf {NH_{4}NO_{3} KOHlongrightarrow NH_{3}uparrow KNO_{3} H_{2}O}},}
- K2CO3 2 HNO3⟶2 KNO3 H2O CO2↑.{displaystyle {mathsf {K_{2}CO_{3} 2 HNO_{3}longrightarrow 2 KNO_{3} H_{2}O 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.
В природе нитрат калия распространён 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[5].
В очень малых количествах содержится в растениях и животных[2], является промежуточным продуктом при переработке ими почвенных сульфата и карбоната калия.
Применение
170 51
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 калияэлектролизом, 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].
Культура | Норма расхода удобрения | Способ, время, особенности применения |
---|---|---|
Все культуры (открытый грунт) |
3-6 кг/га (концентрация рабочего раствора 1,5-2%) |
Некорневая подкормка 1-4 раза в течение сезона с интервалом 1-2 недели. Расход рабочего раствора: полевые культуры – 200-300 л/га, сады и виноградники – 800-1000 л/га |
1-3 г/1 л. воды | Корневая подкормка (внесение через различные системы полива). Расход рабочего раствора – в зависимости от системы полива | |
Овощные, цветочно-декоративные культуры (защищенный грунт) | 15-20 кг/га (концентрация рабочего раствора 1,5-2%) |
Некорневая подкормка 1-4 раза в течение сезона с интервалом 1-2 недели. Расход рабочего раствора – 1000 л/га |
0,2-0,4 г/1 л. воды | Корневая подкормка (внесение через различные системы полива). Расход рабочего раствора – в зависимости от системы полива | |
Цветочно-декоративные культуры (горшечные) | 15-20 г/1 л. воды | Некорневая подкормка в период активного роста. Расход рабочего раствора – до смачивания листовой поверхности растения |
1-2 г/1 л. воды | Корневая подкормка в период активного роста. Расход рабочего раствора – до увлажнения земляного кома |
Культура | Доза применения | Время, особенности применения |
---|---|---|
Овощные, плодово-ягодные, цветочно-декоративные культуры |
15-20 г/1 л. воды |
Некорневая подкормка в течение вегетационного периода 1-5 раз с интервалом 10-15 дней. Расход рабочего раствора: |
Овощные, цветочно-декоративные культуры |
1-1,5 г/1 л. воды | Корневая подкормка в течение вегетационного периода 1-5 раз с интервалом 10-15 дней. Расход рабочего раствора – 4-10 л/м2 |
Ягодные и декоративные кустарники |
1-2 г/1 л. воды |
Корневая подкормка в течение вегетационного периода 1-5 раз с интервалом 10-15 дней. Расход рабочего раствора – 10-20 л/растение |
Плодовые и декоративные деревья |
2,5 г/1 л. воды | |
Цветочно-декоративные культуры (горшечные) |
15-20 г/1 л. воды | Некорневая подкормка в период активного роста. Расход рабочего раствора – до смачивания листовой поверхности растения |
1-2 г/1 л. воды | Корневая подкормка в период активного роста. Расход рабочего раствора – до увлажнения земляного кома |
Основное применение на сегодняшний день нитрат калия находит в качестве ценного удобрения, так как совмещает в себе два частично блокирующих усвоение друг друга растениямиэлемента.
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 калияэлектролизом, наряду с гидроксидом калия.
https://www.youtube.com/watch{q}v=VGh6YxXwXaM
Используется в качестве сильного окислителя в металлургии, в частности при переработке никелевых руд.
Ссылки

Эта страница в последний раз была отредактирована 12 февраля 2020 в 13:07.
Нитраты | ||
---|---|---|
Динитрат гидразина (N2H6(NO3)2) • Изопентилнитрат ((CH3)2CHCH2CH2ONO2) • Метилнитрат (CH3ONO2) • Нитрат актиния(III) (Ac(NO3)3) • Нитрат алюминия (Al(NO3)3) • Нитрат аммония (NH4NO3) • Нитрат бария (Ba(NO3)2) • Нитрат берилия (Be(NO3)2) • Нитрат висмута (Bi(NO3)3) • Нитрат гадолиния (Gd(NO3)3) • Нитрат гидразина (N2H5NO3) • Нитрат гидроксиламина ((NH3OH)NO3) • Нитрат гуанидина (C(NH2)3NO3) • Нитрат железа(III) (Fe(NO3)3) • Нитрат кадмия (Cd(NO3)2) • Нитрат калия (KNO3) • Нитрат кальция (Са(NО3)2) • Нитрат кобальта(II) (Co(NO3)2) • Нитрат кобальта(III) (Co(NO3)3) • Нитрат лития (LiNO3) • Нитрат магния (Mg(NO3)2) • Нитрат марганца (Mn(NO3)2) • Нитрат меди(II) (Cu(NO3)2) • Нитрат мочевины ((NH2)2CO•HNO3) • Нитрат натрия (NaNO3) • Нитрат неодима (Nd(NO3)3) • Нитрат никеля(II) (Ni(NO3)2) • Нитрат палладия(II) (Pd(NO3)3) • Нитрат ртути(I) (Hg2(NO3)2) • Нитрат ртути(II) (Hg(NO3)2) • Нитрат рубидия (RbNO3) • Нитрат свинца(II) (Pb(NO3)2) • Нитрат серебра(I) (AgNO3) • Нитрат скандия(III) (Sc(NO3)3) • Нитрат стронция (Sr(NO3)2) • Нитрат урана (U(NO3)2) • Нитрат уранила (UO2(NO3)2) • Нитрат хлорина (ClONO3) • Нитрат хрома (Cr(NO3)3) • Нитрат цезия (CsNO3) • Нитрат цинка (Zn(NO3)2) • Нитраты целлюлозы ([C6H7O2(OH)3-x(ONO2)x]n) • Нитроглицерин (O2NOCH(CH2ONO2)2) • Пропилнитрат (C3H7ONO2) • Церий-аммоний нитрат ((NH4)2Ce(NO3)6) • Этилнитрат (C2H5ONO2) |
![]() |