Нитрат калия способы получения

Нитрат калия: способы получения и химические свойства

Нитрат калия KNO₃ — соль щелочного металла калия и азотной кислоты. Белый. Плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается.

Относительная молекулярная масса M_r = 101,10; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,109; t_пл = 334, 5º C;

Способ получения

1. Нитрат калия можно получить при 70º С путем взаимодействия надпероксида калия и оксида азота (IV), образуется нитрат калия и кислород:

2. В результате взаимодействия разбавленной азотной кислоты и гидроксида калия образуется нитрат калия и вода:

3. В результате реакции между горячим гидроксидом калия, оксидом азота (IV) и кислородом, происходит образование нитрата калия и воды:

4. В результате взаимодействия горячего и разбавленного раствора нитрита калия и кислорода образуется нитрат калия:

5. При смешивании горячего пероксида водорода и нитрита калия в разбавленной серной кислоте происходит образование нитрата калия и воды:

Качественная реакция

Качественная реакция на нитрат калия — взаимодействие с медью при нагревании в присутствии концентрированной кислоты:

1. При взаимодействии с серной кислотой и медью, нитрат калия образует сульфат калия, нитрат меди, газ оксид азота и воду:

Химические свойства

1. Hитрат калия разлагается при температуре 400–520º С с образованием нитрита калия и кислорода:

2. Н итрат калия может реагировать с простыми веществами :

2.1. Н итрат калия реагирует со свинцом при температуре 350–400 ºС . При этом образуется нитрит калия и оксид свинца:

KNO₃ + Pb = KNO₂ + PbO

2.2. Нитрат калия реагирует при температуре 400º С с алюминием с образованием алюмината калия, оксида алюминия и азота:

2.3. Нитрат калия взаимодействует с атомным водородом в присутствии цинка и разбавленной соляной кислоты при этом образуются нитрит калия и вода:

при взаимодействии нитрата калия и водорода при кипении в присутствии алюминия и концентрированного гидроксида калия образуется газ аммиак, вода и гидроксид калия:

3KNO₃ + 8Al + 5KOH+ 18H₂O = 3NH₃↑ + 8K[Al(OH)₄]

3. Возможны реакции между нитратом калия и сложными веществами :

3.1. Нитрат калия вступает в реакцию с кислотами :

3.1.1. В результате реакции в вакууме между нитратом калия и концентрированной серной кислотой образуется гидросульфат калия и азотная кислота:

3.2. Нитрат калия взаимодействует с солями :

3.2.1. Нитрат калия реагирует с сульфатом аммония при нагревании. В результате данной реакции образуются сульфат калия, оксид азота (I) и вода:

Источник

Нитрат калия: формула, получение, применение

Со многими химическими соединениями мы сталкиваемся очень часто, причем сами того не замечая. Одно из них – это нитрат калия, или индийская селитра. Кристаллический порошок прочно вошел в нашу жизнь: мы его едим (в виде добавок в различные продукты), используем в сельском хозяйстве как очень ценное и полезное удобрение, ну и просто радуемся, глядя на некоторую продукцию, в составе которой он присутствует (фейерверк).

Нитрат калия: формула и описание

Это неорганическое соединение, имеющее формулу KNO₃, — соль, образованная азотной кислотой и натрием. Его кристаллы не имеют цвета и запаха. Вещество не летучее, но обладает слабо выраженными гигроскопическими свойствами (то есть способностью впитывать влагу даже из воздуха, но в малых количествах). Нитрат калия практически не токсичен и безвреден для человека и животных. Кристаллы имеют удлиненную игольчатую форму. Очень хорошо растворим в воде (при помощи электролиза из него выделяют калий), а также в гидразине, глицерине, жидком аммиаке. Для очистки нитрата калия иногда используют способ перекристаллизации.

Природные месторождения

Калиевая селитра (KNO₃) в естественной среде встречается в основном в виде минерала нитрокалита. Самое крупное его месторождение находится в Индии. Отсюда и второе название соединения – индийская селитра. Минерал образуется в результате длительного процесса разложения азотсодержащих веществ, выделяющийся при этом аммиак связывается специфическими нитробактериями. Данная реакция происходит при высоких температурах воздуха, что и обуславливает распространенность данного минерала в странах с жарким климатом и высокой влажностью.

Химические свойства

Нитрат калия (формула KNO₃) является достаточно сильным окислителем. В измельченном состоянии он очень активно, а иногда и с взрывом реагирует с горючими материалами и некоторыми восстановителями. В реакциях с участием некоторых органических соединений он способен воспламенять и их. Селитры очень неустойчивы и при воздействии температуры разлагаются с образованием нитритов и кислорода. Не исключение и нитрат калия (уравнение: 2KNO₃ → 2KNO₂ + O₂↑). Данное свойство соединения говорит о его весьма высокой пожароопасности, что требует соблюдения специальных правил хранения.

Старейший способ получения

Нитрат калия – это соль, которую начали получать еще в средние века. Для этого использовались большие компостные или навозные кучи, их называли селитряницы. Они делались с использованием известняка, различного строительного мусора, прослоек из хвороста и соломы, чтобы обеспечить доступ кислорода. Сверху, чтобы удержать внутри все выделяющиеся газы, их уплотняли дерном. Когда органика начинала активно разлагаться и гнить, то выделялся аммиак, который не выходил наружу, а оставался в прослойках хвороста и соломы, постепенно подвергаясь процессу нитрификации и трансформации сначала в азотистую, а затем азотную кислоту. Она, в свою очередь, вступала в химическое взаимодействие с находящимся в компостной куче известняком и давала в результате нитрат кальция. Далее его выщелачивали обычной золой (поташем). При этом карбонат кальция выпадал в осадок, и получался раствор нитрата калия. Его использовали в первую очередь для приготовления пороха. Это отражается следующей реакцией:

Современное получение

Способов получения данного вещества существует несколько. Вот наиболее применяемые и распространенные из них:

1. Азотной кислотой нейтрализуют гидроксид калия.
2. Абсорбция нитрозных газов гидроксидом калия.
3. Конверсионный способ, основанный на разложении нитрата натрия хлоридом калия.

Применение в сельском хозяйстве

Индийская селитра активно используется во многих сферах деятельности человека. Основное направление – сельское хозяйство, где нитрат калия применяется в качестве ценного удобрения. Оно содержит два компонента, которые крайне необходимы растениям для их активного развития. Если они вносятся по отдельности, то взаимно препятствуют друг другу в нормальном усвоении, а если вместе — процесс протекает без каких-либо осложнений. Данное удобрение очень быстро растворяется в почвенном растворе, что тоже является большим плюсом, время воздействия сведено к минимуму. Внесение нитрата калия под плодовые деревья летом и осенью увеличивает их холодостойкость и морозоустойчивость.

Иные области использования

Вторая сфера, где активно применяется нитрат калия, – это получение дымного пороха, который на данный момент в основной своей массе идет на изготовление пиротехнических изделий (военных, специализированных или развлекательных).

Применяется рассматриваемая селитра и при изготовлении твердого ракетного топлива, которое также называют карамельным из-за использования при производстве сахара (сорбита). Оно на 65 % состоит именно из нитрата калия.

Сильные окислительные свойства индийской селитры нашли применение в металлургии, а именно в процессе переработки руд, содержащих никель. Также данное вещество активно используется в области стекольной промышленности, главным образом для осветления хрусталя, повышения прочности продукции. Применяется индийская селитра и при изготовлении эмалей, иной лакокрасочной продукции.

Одна из наименее эффективных и полезных для человека сфер, где используется нитрат калия, – это пищевая промышленность. Там он известен под кодовым названием Е252 (консервант). Его используют для увеличения срока хранения продуктов, так как нитрат калия замедляет процесс размножения бактерий и различных грибков. Активно добавляется это вещество в сыры (твердые, полутвердые, мягкие), колбасы и мясную продукцию, консервированную рыбу, паштеты, изготовленные из гусиной печени. Кроме того, данная добавка улучшает окраску продукта. Достаточно вспомнить красивый, но абсолютно неестественный розовый цвет колбасы.

Важно извлечь информацию следующего характера: добавка Е252 является канцерогеном, то есть веществом, способствующим развитию рака. Несмотря на это, она разрешена к использованию на территории РФ и стран Еврозоны. Этот тот самый случай, когда химия идет против человека.

Источник

Пиротехника

Меню навигации

Пользовательские ссылки

Информация о пользователе

Получение Нитрата калия

Сообщений 1 страница 30 из 694

Поделиться12007-03-27 22:39:07

• Автор: Dimon
• Пиротехник
• Зарегистрирован : 2007-03-25
• Приглашений: 0
• Сообщений: 5615
• Уважение: [+0/-0]
• Позитив: [+0/-0]
• Провел на форуме:
  Не определено
• Последний визит:
  2011-05-06 21:04:48

Изготовление нитрата калия в домашних условиях

Примечание:
Раньше калийную селитру можно было купить в любом магазине «садово-огородной ориентации», но с каждым годом замечаю, что купить её становится всё труднее и труднее.
Кому не удалось купить калиевую селитру в магазине, может получить её дома — это достаточно легко, в отличие от изготовления хлората калия.

Далее в каждом способе жирным выделено вещество, привносящее ионы калия.
1 способ(промышленный):
Необходимые вещества:
1) Натриевая селитра
2) Хлорид калия

NaNO3 + KCl = KNO3 + NaCl

Получение:
Смесь нитрата натрия и хлорида калия (Сразу скажу, если вы берёте например 10г нитрата натрия, то хлорида калия надо на 1г меньше) растворяем при кипячении в воде. При температуре 31°С отфильтровываем выпавшие кристаллы хлорида натрия, и равновесие реакции смещается в сторону образования нитрата калия. При температуре 20°С отделяем кристаллический осадок калийной селитры.
Полученные кристаллы вам необходимо проверить на чистоту и прежде всего на содержание примесей натрия. Достаточно поместить несколько кристалликов селитры в металлическую ложку, прилить этиловый спирт и поджечь. Если содержимое горит светлым пламенем с фиолетовым ободком — продукт пригодный, когда же всё забивает жёлтое пламя — соль содержит натрий и не годится для работы.

Примечание:
1 способ взят из книги Чувурина ч.2, стр.6.
подробнее читаем Позин.Технология минеральных солей ч.2, стр.1222

2 способ:
Необходимые вещества:
1) Аммиачная селитра
2) Хлорид калия

NH4NO3 + KCl = KNO3 + NH4Cl

Получение:
В кипящий раствор аммиачной селитры всыпаем хлорид калия (медицинский желательно, но можно и обычный, но его надо чистить от посторонних веществ путём фильтрации с последующей перекристаллизацией) и размешиваем раствор.
Снимите раствор с огня и остудите желательно до 0, +1 градусов, после охлаждения на дне появятся кристаллы, слейте воду, соберите кристаллы и высушите их.

Примечание:
Есть один минус — это очень едкий запах, поэтому необходимо проводить синтез в проветриваемом помещении, а лучше на улице.
Смешивание солей проводится в пропорции 1 : 1.

Обновление темы от 19.06.2008

3 способ

Необходимые вещества:
1) Кальциевая селитра
2) Сульфат калия

Ca(NO3)2 + K2SO4 = 2KNO3 + CaSO4

Получение:
Для получения нитрата калия 3 способом нам понадобятся две ёмкости. Наполняем две ёмкости водой, ставим их на огонь и начинаем сыпать в одну ёмкость кальциевую селитру, а в другую сульфат калия. Сульфат калия и кальциевую селитру нужно взять в расчётных пропорциях, примерное соотношение — 1:1, но тут стоит иметь ввиду то, что кальциевая селитра содержит некоторое количество воды, примеси, снижающие гигроскопичность, а также некоторое количество нитрата аммония (все эти данные, как правило пишут на упаковке с селитрой). После того, как вещества полностью растворились в воде, снимаем растворы с огня, берём раствор сульфата калия и медленно вливаем его в раствор кальциевой селитры. В ходе реакции раствор окрасится в молочный цвет. После того, как прошла реакция, даём отстояться раствору, а затем аккуратно переливаем его в другую ёмкость. На дне должен остаться осадок — гипс, осадок выкидываем. Раствор ставим на огонь, доводим его до кипения и снимаем с огня, также можно попробовать упарить часть воды, чтобы повысить выход конечного продукта. Горячий раствор ставим в прохладное место, например на балкон, и ждём выпадения кристаллов.
Внимание, после того как растворы кальциевой селитры и сульфата калия сняты с огня, нужно быстро провести реакцию обмена, иначе в ходе отстаивания, кроме гипса, в осадок начнут сыпаться кристаллы нитрата калия, это происходит из-за того, что в ходе остывания воды растворимость понижается. Если неохота спешить, то можно растворить нитрат кальция и сульфат калия в воде комнатной температуры, но стоит иметь ввиду, что в этом случае придётся упаривать воду, либо терять в количестве конечного продукта.

4 способ (Автор kuschey_der_alchemist)
Необходимые вещества:
1)Аммиачная селитра
2)Сульфат калия

2NH4NO3 + K2SO4 = 2KNO3 + (NH4)2SO4

Получение:
Вначале отвешиваем расчётные количества веществ, примерное соотношение:
Аммиачная селитра — 2 части
Сульфат калия — 1 часть
Если используется сульфат калия, купленный в магазине удобрений, то его желательно перекристаллизовать или очистить от примесей путём фильтрации, если вы будете делать данные процедуры, то это стоит учитывать при отвешивании веществ.
Очищенный раствор сульфата калия доводим до кипения и начинаем медленно сыпать в него аммиачную селитру, при этом раствор может сильно бурлить, так что нужно быть осторожным. Аммиачку сыпем с избытком, чтобы прореагировал весь сульфат калия. После того, как прошла реакция, кипятим раствор минут 10 — 20, снимаем с огня и ставим охлаждаться.
При быстром охлаждении кристаллы калийной селитры получаются мелкие и ломкие, при медленном охлаждении кристаллы большие.

Фото раствора сульфата калия, продающегося в магазине удобрений.

Процесс промывания сульфата калия в холодной воде

Фото очищенного сульфата калия

Выпавшие кристаллы калийной селитры

Кристаллы калийной селитры

Обновление от 20.06.2008

5 способ
Необходимые вещества:
Аммиачная селитра
Поташ (Карбонат калия)

2NH4NO3 + K2CO3 = 2KNO3 + (NH4)2CO3
(NH4)2CO3 = 2NH3 + CO2 + H2O

Получение:
Берём кастрюлю, наполняем её водой и ставим на огонь. Пока вода нагревается, отвешиваем необходимые количества веществ, примерное соотношение:
Аммиачная селитра — 2 части
Поташ — 1 часть.
После того, как вода закипела, начинаем сыпать аммиачную селитру. После полного растворения аммиачной селитры, начинаем медленно сыпать в раствор поташ. В ходе реакции возможно вспенивание раствора, также в ходе реакции будут выделяться газы — аммиак и углекислый газ, так что необходимо обеспечить хорошую вентиляцию помещения. После того как прекратился появляться запах аммиака, держим раствор на огне, чтобы выпарить часть воды, этого можно не делать, но выход продукта будет меньше.
После упаривания воды ставим раствор в прохладное место и ждём выпадения кристаллов.

6 способ
Необходимые вещества
Кальциевая селитра
Поташ (Карбонат калия)

Ca(NO3)2 + K2CO3 = 2KNO3 + CaCO3

Получение:
В кастрюлю наполняем воду и ставим на огонь, в это время отмеряем необходимые количества веществ, примерное соотношение:
Кальциевая селитра — 1 часть
Поташ — 1 часть
После закипания воды начинаем сыпать кальциевую селитру, после её полного растворения начинаем сыпать поташ. В ходе реакции раствор может вспениваться, а также приобретёт молочный окрас, это связано с тем, что в растворе будет присутствовать карбонат кальция во взвешенном состоянии. После того, как прошла реакция, выключаем огонь и даём отстояться раствору, затем аккуратно переливаем раствор в другую ёмкость и ставим её на огонь, оставшийся осадок (мел) выкидываем. Доводим раствор до кипения, по возможности упариваем часть воды, снимаем раствор с огня и ставим в прохладное место, чтобы выпали кристаллы нитрата калия.

Источник