Нитрат калия: способы получения и химические свойства
Нитрат калия KNO 3 представляет собой 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 хорошо. состояния d = 2,109; t4>пл = 334,5°С;
Способ получения
1. Нитрат калия можно получить при 70 °C путем взаимодействия с перекисью калия калия и окись азота (IV), образуя нитрат калия и кислород:
2. Кислота разбавленная и гидроксид калия реагируют с образованием нитрата калия и воды:
3. В результате реакции между горячий гидроксид калия, закись азота и кислород , нитрат калия и вода :
4. Горячий разбавленный раствор нитрит калия и кислород реагируют с образованием нитрата калия :
5. При горячем перекись водорода и нитрит калия смешивают в разбавленной серной кислоте, нитрат калия и воду: <7
Качественная реакция
Качественная реакция на нитрат калия: i Взаимодействие с медью при нагревании в присутствии концентрированной кислоты:
1. По реакции с серной кислотой и медью нитратом калия образует сульфат калия, нитрат медь, газ оксид азота и вода:
Химические свойства
1. Нитрат калия разлагается при 400-520ºC с образованием нитрита калия и кислорода :
2. Нитрат калия может реагировать с простыми вещества :
2.1. Нитрат калия реагирует со свинцом при 350-400 ºC. При этом образуется нитрит калия и оксид свинца:
KNO 3 + Pb = KNO 2 + PbO
2.2. Нитрат калия реагирует с алюминием при 400ºC с образованием алюмината калия, оксида алюминия и азота :
2.3. Нитрат калия реагирует с атомарным водородом в присутствии цинка и разбавленной соляной кислоты с образованием нитрита калия и воды:
Когда нитрат калия и водород реагируют при кипячении в присутствии алюминия и концентрированного гидроксида калия, образуется газообразный аммиак, вода и . гидроксид калия:
3KNO 3 + 8Al + 5KOH + 18H 2 O = 3NH 3 ↑ + 8K[Al(OH) 4 ]
3. Возможные реакции между нитратом калия и сложные вещества :
3.1. Нитрат калия реагирует с кислотами :
3.1.1. В результате вакуумной реакции между нитратом калия и концентрированной серной кислотой , бисульфатом калия и азотной кислотой:
3.2. Нитрат калия реагирует с солями и :
3.2.1. Нитрат калия реагирует с сульфатом аммония при нагревании. В результате этой реакции образуются сульфат калия, оксид азота (I) и вода:
Источник
Калий азотнокислый ГОСТ 4217-77
| Калий азотнокислый | |
|---|---|
 | |
 | |
| Систематическое название | Нитрат калия |
| Сокращения | в народе КС, НК |
| Традиционные названия | Нитрат калия, нитрат калия, селитра индиевая, соль педро (петрушка) |
| химическая формула | KNO 3 |
| Крыса. формула | KNO 3 |
| Состояние | твердое |
| Молярная масса | 101,1032 г/моль |
| Плотность | 2,109 (16 °C) |
| Твердость | 2 |
| T.fl | 334 °C |
| T. var | разложен °C |
| T. разл. | 400 °C |
| тройная точка | нет |
| мол. теплоемкость | 95,06 Дж/(моль·К) |
| Энтальпия образования | -494,00 кДж/моль |
| Энтальпия плавления | 9,80 кДж/моль |
| Энтальпия сублимации | 181,00 кДж/моль |
| Растворимость в воде | 13,3 (0 °С) 36 (25 °С) 247 (100 °С) |
| ГОСТ | ГОСТ 4217-77 |
| Регистрационный номер CAS | 7757-79-1 |
| PubChem | 24434 |
| Регистрационный номер EINECS | 231-818-8 |
| SMILES | |
| Кодекс Алиментариус | E252 |
| RTECS | TT3700000 |
| ЧЭБИ | 63043 |
| Номер ООН | 1486 |
| ChemSpider | 22843 |
| ЛД 50 | 3750 мг/ кг |
| Токсичность | низкая токсичность |
| Данные основаны на стандартных условиях (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Нитрат калия , Нитрат калия ( Нитрат калия , Нитрат калия , Нитрат индия и др. ) — неорганическое соединение, калиевая соль азотной кислоты с формулой KNO 3 . В кристаллическом состоянии — бесцветное, нелетучее, слабогигроскопичное вещество без запаха. Нитрат калия хорошо растворим в воде. Практически не токсичен для живых организмов.
Встречается в природе в виде минерала нитрокалита, одно из крупнейших месторождений находится в Восточной Индии, отсюда и второе название — Индийская селитра . Он содержится в очень малых количествах в растениях и животных.
Форма кристаллов игольчатая, сами кристаллы очень длинные. Легко очищается перекристаллизацией с минимальными потерями.
Применяется в основном в пиротехнике (до 20 века был распространён в основном как компонент основного в то время взрывчатого вещества: дымного (чёрного) пороха) и как удобрение для получения калия и азота (очень подходящее сочетание двух элементов, часто плохо сочетающихся при усвоении растениями).
Содержание
Физические свойства
Нитрат калия при нормальных условиях представляет собой бесцветные кристаллы (белый порошок при измельчении) с ионным строением и ромбической или ромбической кристаллической решеткой. шестиугольный. Слегка гигроскопичен, имеет тенденцию немного со временем затвердевать Без запаха, нелетучий.
Хорошо растворим в воде, умеренно растворим в глицерине, жидком аммиаке, гидразине, нерастворим в чистом этаноле и эфире (слабо растворим в разбавленной воде). Таблица растворимости в некоторых растворителях, в граммах KNO 3 на 100 г H 2 O [3] :
| 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 |
| Аммиак жидкий | 10,52 | 10,4 | |||||||
| Гидразин | 14 | <2 4> |
Медленная кристаллизация дает очень длинные игольчатые кристаллы. Нитрат калия хорошо поддается очистке перекристаллизацией и с небольшими потерями из-за его сильно возрастающей растворимости с повышением температуры.
Химические свойства
- Разлагается при 400-520 °С с образованием нитрита калия KNO 2 и кислорода O 2 (выделение второй повышает пожароопасность нитрата калия):
2KNO 3 ⟶ 2KNO 2 + O 2 ↑
- It является сильным окислителем, реагирует с горючими материалами и восстановителями, активно и часто со взрывом при дроблении. Смеси нитрата калия с некоторыми органическими материалами склонны к самовозгоранию.
- Восстанавливается водородом во время экстракции (разбавленная соляная кислота в реакции) [4] :
Zn + 2HCl ⟶ ZnCl 2 + 2H 0, KNO 3 + 2H0⟶KNO<2 + H4>2O.
- Расплавленный нитрат калия можно использовать для получения металлического калия электролизом; однако из-за высокой окислительной способности нитрата калия в расплавленном состоянии предпочтительным является гидроксид калия.
Получение
В Средние века и Новое время (когда активно применялся порох) для получения калийной селитры использовали селитру — кучи смеси навоза ( и другие разлагающиеся компоненты) с известняком, строительным щебнем и другими слоистыми известняковыми материалами. из соломы или кустов, покрытых травой, чтобы сдерживать образующиеся газы. При разложении навоза образуется аммиак, который накапливается в слоях соломы, нитрифицируется и превращается сначала в азотистую, а затем в азотную кислоту. При взаимодействии с известняком давал Ca(NO 3 ) 2 , что было настоянный водой. Добавление древесной золы (состоящей в основном из поташа) осаждает СаСО 3 и дает раствор нитрата калия; Золу часто добавляли в кучу вместо известняка сразу, после чего сразу же получали калийную селитру.
Реакция поташа с нитратом кальция (нитратом кальция) является старейшей из используемых человеком для получения нитрата калия и до сих пор популярна. Однако вместо поташа в лабораториях сегодня чаще используют сульфат калия, реакция очень похожа:
Первый способ применялся до 1854 г., когда немецкий химик К. Нёльнер изобрел производство нитрата калия, основанный на реакции хлорида калия и нитрата натрия, более доступный и дешевый, выпускается в виде чилийской селитры:
Существует несколько других способов получения нитрата калия. Это взаимодействие аммиачной селитры и хлористого калия с образованием калиевой селитры и хлористого аммония, которые легко разделяются:
— более полезны после реакции кальциевой селитры с карбонатом или сульфатом калия.
KOH + HNO 3 ⟶ KNO 3 + H 2 O: по существу демонстрационная реакция соответствующих кислоты и основания 21K + 26HNO 3 ⟶ 21КНО 3 + НО↑ + Н 2 О↑ + Н 2 ↑ + 13Н 2 О есть также показательна по реакции соответствующей кислоты и металла. K 2 O + 2HNO 3 ⟶ 2KNO3 + H 2 O – демонстрационная реакция соответствующего оксида щелочного металла с соответствующей кислотой.
2KOH+ N 2 O 5 ⟶ 2KNO 3 + H 2 O NH 4 NO 3 + KOH ⟶ NH 3 ↑ + KNO 3 + H 2 O K 2 CO 3 + 2HNO 3 ⟶ 2KNO 3 + H 2 O + CO 2 ↑ 
Источники и природные месторождения
Нитрат калия встречается в природе в виде минерала нитрокалита. Его крупнейшее месторождение находится в Индии. Природная калийная селитра образуется при разложении азотсодержащих веществ с последующим связыванием аммиака, медленно выделяемого нитробактериями, чему способствуют влага и тепло, так что наибольшие залежи находятся в странах с жарким климатом.
Он содержится в очень небольших количествах в растениях и животных и является промежуточным продуктом при переработке сульфата и карбоната калия из почвы.
Области применения
Сегодня калийная селитра находит свое основное применение как ценное удобрение, поскольку сочетает в себе два элемента, частично блокирующих взаимное поглощение растениями при формировании. часть отдельных соединений.
Используемый в производстве дымного пороха и некоторых других легковоспламеняющихся смесей (таких как конфетное ракетное топливо), в настоящее время он почти исключительно используется в производстве пиротехники.
Применяется также в электровакуумной промышленности и производстве оптического стекла для отбеливания и осветления технического стекла и для упрочнения стеклянных изделий.
Расплав иногда используется в химические лаборатории и энтузиасты химии для получения металлического калия электролизом вместе с гидроксидом калия.
Используется как сильный окислитель в металлургии, особенно при переработке никелевых руд.
В пищевой промышленности нитрат калия используется в качестве консерванта E252 . Сам по себе он не обладает значительным антибактериальным эффектом, но создается за счет снижения содержания нитрита калия в мясных продуктах, в которых нитрат калия используется больше как консервант.
Источник