Nitrato di potassio

Il nitrato di potassio è un composto chimico con la formula KNO. È un sale ionico d'ioni di potassio K e ioni di nitrato NO.

Succede come un nitro minerale e è una sorgente solida naturale d'azoto. Il nitrato di potassio è uno di parecchi composti contenenti l'azoto collettivamente chiamati come salnitro.

Gli usi principali di nitrato di potassio sono in fertilizzanti, additivo di cibo, propellenti di razzo e fuochi d'artificio; è uno dei componenti di polvere da sparo.

Storia di produzione

Il più primo processo di depurazione completo conosciuto per nitrato di potassio fu abbozzato nel 1270 dal chimico e l'ingegnere Hasan al-Rammah della Siria nel suo libro al-Furusiyya wa al-Manasib al-Harbiyya ('Il Libro d'Equitazione Militare e Dispositivi di guerra Ingegnosi'). In questo libro, al-Rammah descrive prima la depurazione di barud (il petrolio grezzo saltpetre il minerale) facendolo bollire con acqua minima e usando solo la soluzione calda, allora l'uso di carbonato di potassio (nella forma di ceneri di legno) per togliere il calcio e il magnesio da precipation dei loro carbonati da questa soluzione, lasciando una soluzione di nitrato di potassio purificato, che poteva allora esser asciugato. Questo è stato usato per la fabbricazione di polvere da sparo e dispositivi esplosivi. La terminologia usata da al-Rammah ha indicato un'origine cinese per le arme di polvere da sparo su cui ha scritto. Mentre il nitrato di potassio è stato chiamato "la neve cinese" da arabi, è stato chiamato "il sale cinese" dagli iraniani/Persiani.

Nel 19esimo secolo, i letti del nitro furono preparati mescolando il concime con mortaio o con ceneri di legno, terra comune e materiali organici come paglia per dare la porosità a una pila di concime tipicamente 1.5×2×5 i metri in dimensioni. Il mucchio fu di solito sotto una copertura da pioggia, tenuta umida con urina, girata spesso per accelerare la decomposizione, allora finalmente lisciviata con acqua dopo di approssimativamente un anno, togliere il nitrato di calcio solubile. Il mucchio dello sterco è stato una sorgente particolarmente comune: contengono l'ammoniaca dalla decomposizione d'urea e altri materiali azotati. Allora si sottopone a ossidazione batterica (prima per mezzo dei batteri di Nitrosomonas) per produrre (il calcio) nitrite, e poi (per mezzo dei batteri di Spirobacter) per produrre (il calcio) il nitrato. È allora convertito in nitrato di potassio infiltrandosi nella potassa di ceneri di legno.

Una variazione su questo processo, usando solo l'urina, la paglia e la cenere di legno, è descritta da LeConte nel 1862. L'urina stantia è messa in un contenitore di paglia e è permessa "a l'aspro" (battericamente il fermento) durante molti mesi, dopo di cui l'acqua è usata per lavare i sali chimici risultanti dalla paglia. Il processo è completato filtrando il liquido per ceneri di legno, poi l'essiccazione dell'aria al sole. La sorgente di nitrato in questo processo è il nitrato di calcio prodotto da azione batterica sull'urea azotata e l'ammoniaca da urina, unita a calcio da urina. Questo sale di nitrato di calcio è convertito di nuovo nel modo standard per nitrato di potassio solubile, usando il carbonato di potassio da potassa.

Durante questo periodo, le sorgenti naturali principali di nitrato di potassio furono la cristallizzazione di depositi da pareti di caverna e le accumulazioni di guano di pipistrello in caverne. Per tradizione, il guano è stato la sorgente usata in Laos per la fabbricazione di polvere da sparo per Colpo i razzi di Fai.

I nitrati di potassio fornirono l'oxidant e la gran parte dell'energia per polvere da sparo nel 19esimo secolo, ma dopo del 1889, le armi leggeri e la gran artiglieria sempre più cominciarono a dipendere da cordite, una polvere senza fumo che richiese in fabbricazione grandi quantità d'acido nitrico derivato da nitrati minerali (il nitrato di potassio, o sempre più il nitrato di sodio), e l'acido solforico chimico industriale fondamentale. Questi propellenti, come tutti gli esplosivi nitrated (la nitroglicerina, TNT, eccetera) usano l'energia disponibile quando i nitrati organici bruciano o esplodono e sono convertiti in gas d'azoto, un processo che rilascia grandi quantità d'energia.

Dal 1903 all'era di Prima guerra mondiale, il nitrato di potassio per polvere nera e fertilizzante fu prodotto su una scala industriale da acido nitrico prodotto via il processo di Birkeland-Eyde, che usò un arco elettrico per ossidare l'azoto dall'aria. Durante Prima guerra mondiale il processo di Haber recentemente industrializzato (1913) fu unito al processo di Ostwald dopo del 1915, permettendo alla Germania di produrre l'acido nitrico per la guerra essendo tagliato dalle sue forniture di nitrati di sodio minerali dal Cile (vedi nitratite). Il processo di Haber catalizza la produzione d'ammoniaca da azoto atmosferico e l'idrogeno industrialmente prodotto. Alla fine di Prima guerra mondiale fino a oggi, praticamente tutti i nitrati organici sono stati prodotti da acido nitrico dall'ossidazione d'ammoniaca in questo modo. Alcun nitrato di sodio è ancora estratto industrialmente. Quasi tutto il nitrato di potassio, adesso usato solo come un prodotto chimico eccellente, è prodotto da sali di potassio fondamentali e acido nitrico.

Produzione

Il nitrato di potassio può esser fatto unendo il nitrato d'ammonio e l'idrossido di potassio.

:NHNO (aq) + KOH (aq) → NH (g) + KNO (aq) + HO (l)

Un modo alternativo di produrre il nitrato di potassio senza un sottoprodotto d'ammoniaca è quello di unire il nitrato d'ammonio e il cloruro di potassio, facilmente ottenuto come un sostituto di sale senza sodio.

:NHNO (aq) + KCl (aq) → NHCl (aq) + KNO (aq)

Il nitrato di potassio può anche esser prodotto neutralizzando l'acido nitrico con idrossido di potassio. Questa reazione è molto exothermic.

:KOH (aq) + HNO → KNO (aq) + HO (l)

Proprietà

Il nitrato di potassio ha una struttura orthorhombic di cristallo a temperatura di camera, che trasforma a un sistema trigonal a 129 °C. Dopo riscaldamento a temperature al di sopra di 560 °C, si decompone in potassio nitrite, generando l'ossigeno:

:2 KNO → 2 KNO + O

Il nitrato di potassio è moderatamente solubile in acqua, ma i suoi aumenti di solubilità con temperatura (vedi infobox). La soluzione acquosa è quasi neutrale, esponendo tel. 6.2 a 14 °C per una soluzione del 10% di polvere commerciale. Non è molto hygroscopic, assorbendo l'acqua del circa 0.03% in umidità relativa del 80% più di 50 giorni. È insolubile in alcool e non è velenoso; può reagire esplosivamente con agenti calanti, ma non è l'esplosivo per conto proprio.

Usi

Il nitrato di potassio ha una varietà larga d'usi, in gran parte come una sorgente di nitrato.

Fertilizzante

Il nitrato di potassio è principalmente usato in fertilizzanti, come una sorgente d'azoto e potassio – due delle macrosostanze nutrienti per impianti. Quando usato da solo, ha una valutazione di NPK di 13-0-44.

Ossidante

Il nitrato di potassio è un ossidante efficiente, producendo una fiamma lilla dopo bruciato alla presenza di potassio. È uno dei tre componenti di polvere nera, insieme con carbone di legna in polvere (sostanzialmente il carbonio) e lo zolfo, entrambi di cui funzionano come combustibili in questa composizione. Come tale è usato in motori di razzo di polvere neri, ma anche in combinazione con altri combustibili come zuccheri in "caramella di razzo". È anche usato in fuochi d'artificio come bombe fumogene, fatte con un miscuglio di nitrato di potassio e di saccarosio. È anche aggiunto a sigarette prefatte rotolare per mantenere perfino la scottatura del tabacco e è usato per garantire la combustione completa di cartucce di carta per rivoltelle di palla e berretto.

Conservazione di cibo

Nel processo di conservazione di cibo, il nitrato di potassio è stato un ingrediente comune di carne salata dalle Mezze età, ma il suo uso è stato per lo più interrotto a causa di risultati incoerenti rispetto a nitrato più moderno e composti di nitrite. Anche se è così, il saltpetre è ancora usato in alcune domande di cibo, come charcuterie e la salamoia aveva l'abitudine di fare la carne di manzo in scatola. Il nitrato di sodio (e nitrite) ha soppiantato per lo più l'uso culinario di nitrato di potassio, siccome sono più affidabili in prevenzione d'infezione batterica che saltpetre. Tutti i tre danno al salame guarito e la carne di manzo in scatola il loro colore rosa caratteristico. Quando usato come un additivo di cibo nell'Unione europea, il composto va sotto il nome di E252; è anche approvato per uso come un additivo di cibo in Stati Uniti e Australia e Nuova Zelanda (dov'è elencato sotto il suo numero 252 INS).

Altri usi

Farmacologia

Il nitrato di potassio è stato una volta pensato indurre l'impotenza e è ancora falsamente presunto per essere in cibo istituzionale (come prezzo della corsa militare) come un anaphrodisiac; comunque, non c'è nessuna prova scientifica per tali proprietà.

Vedi anche

Bibliografia

Collegamenti esterni



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