Что такое kno3 в химии

Нитрат калия

Что такое нитрат калия

Химические свойства и способы получения нитрата калия

Нитрат калия KNO₃ разлагается при температуре 400°C с образованием нитрита калия KNO₂ и кислорода О₂. Данное вещество выступает сильным окислителем, вступает в реакцию с горючими материалами и восстановителями. Вещество KNO₃ восстанавливается водородом в момент выделения.

В лабораторных условиях KNO₃ получают путем реакции поташа Ca(NO₃)₂ и кальциевой селитры K₂CO₃, что является древнейшим способом получения данного вещества. В настоящее время вместо поташа применяется сульфат калия K₂SO₄. Раствор нитрата калия получается путем той же реакции. Среди современных методов получения нитрата калия KNO₃ более доступным и дешевым является реакция хлорида калия KCl и нитрата натрия NaNO₃.

Области применения нитрата калия

Нитрат калия KNO₃, равно как и раствор нитрата калия, применяется как удобрение (одно из азотных удобрений, богатых калием, являющимся необходимым компонентом для роста растений). Также вещество применяется в электровакуумной промышленности, металлургии, оптическом стекловарении, при производстве пороха.

Пищевые свойства нитрата калия

Нитрат калия широко применяется в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки Е252, относящейся к категории консервантов.

Консерванты – химические вещества, пищевые добавки Е200 – Е299, подавляющие рост микроорганизмов в продукте, а также предупреждающие появление неприятного запаха и вкуса продукта, развитие процессов плесневения, образование токсинов микробного происхождения.

Нитрат калия применяется в производстве:

Пищевая добавка также является фиксатором окраски. Вещество добавляется в продукты питания для более длительного сохранения привлекательного внешнего вида продукта. Обладает слабовыраженным антибактериальным эффектом.

Воздействие нитрата калия на организм

Нитрат калия производит канцерогенный эффект – развитие злокачественных новообразований под воздействием внешних факторов. Однако в рекомендованных дозах E252 не оказывает вредного воздействия на организм взрослого человека. Негативное воздействие нитратов объясняется их преобразованием в организме человека в нитриты (в пищевых продуктах происходит бесконтрольное преобразование нитрата калия в нитриты) и канцерогенные нитрозамины. Количество нитратов, попадающих в организм с пищевыми добавками, в частности с E252, ничтожно мало в сравнении с содержанием данных веществ в питьевой воде, а также в овощах (в результате чрезмерного удобрения).

Длительное воздействие Е252 в малых дозах на организм может привести к развитию следующих симптомов и заболеваний:

Правовая информация

Нитрат калия в качестве пищевой добавки разрешен для применения в производстве продуктов питания на территории Российской Федерации и Украины, а также стран Евросоюза.

Продукты, содержащие нитрат калия, не рекомендованы для ежедневного употребления. Пищевая добавка Е252 является запрещенной для применения в производстве продуктов детского питания.

Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.

Источник

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 :

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 (Е252, калиевая селитра): вред и польза, применение, реакции

Азотнокислый калий великолепно растворяется в воде, но совершенно не растворяется в спиртовой среде. Вещество не принадлежит к категории токсичных, что объясняет его востребованность в различных сферах.

В естественной среде встретить нитрат калия можно на просторах жаркой Индии – именно там находятся его крупнейшие месторождения. Кроме того, данное вещество входит в состав длинного перечня растений и животных. Производят калиевую селитру и в лабораторных условиях.

История открытия и использования вещества уходит в глубокую древность – приписать открытие нитрата калия современным ученым нельзя. Еще в средние века люди научились добывать соль и приспосабливать ее для своих нужд. Получали калиевую селитру при помощи специальных компостных ям, в которых под воздействием солнечного тепла и кислорода под толстым слоем известняка перегнивала органика. Полученную соль, впрочем, применяли не так, как это делают в современном мире – она преимущественно использовалась для производства пороха. Только спустя годы люди стали применять ее и в сфере сельского хозяйства.

Нитрат калия: что это за соединение и для чего оно необходимо

Вещество не принадлежит к категории токсичных, поэтому широко применяется в самых разных сферах: пиротехнической, химической, сельскохозяйственной, а также в сфере пищевой промышленности. В составе продуктов питания пищевую добавку можно распознать под индексом Е252. Использование калиевой селитры в пищевой промышленности вызывает массу вопросов у специалистов из разных областей – одни убеждены, что вещество полностью безопасно, другие призывают соблюдать правила осторожности при его употреблении. Более того, существует ряд государств, которые наложили запрет на использование нитрата калия в производстве продуктов питания. На полках отечественных магазинов вы можете обнаружить Е252 в составе сыра и колбасных изделий. Добавке присвоен средний уровень опасности.

В естественном виде нитрат калия встречается в виде огромных заостренных кристаллов, обнаружить которые можно в Индии. Также он содержится во многих растениях и животных. Производят добавку и искусственным путем, в лабораторных условиях.

Формула нитрата калия и его свойства

Формула нитрата калия: KNO₃

Физические свойства

Основные физические свойства:

В нормальных условиях, как уже было сказано выше, нитрат калия представляет собой однородный порошок из мелких бесцветных кристаллов. Он прекрасно поглощает влагу, со временем имеет свойство слеживаться. Запаха вещество не имеет.

Молекула нитрата калия

Химические свойства

При повышении температуры до отметки в 400 градусов и дальнейшем ее росте до 520 градусов, нитрат калия начинает разлагаться, выделяя нитрит калия и кислород. Стоит отметить, что кислород, выделяющийся в ходе реакции, увеличивает вероятность возгорания вещества.

Вещество принадлежит к категории очень сильных окислителей. При вступлении в реакцию с горючими веществами и восстановителями, может вызывать взрывную реакцию. Смешение нитрата калия с определенными органическими веществами склонны приводить к реакции самовозгорания.

Расплавленный нитрат калия широко применяется для производства металлического калия методом электролиза.

Получение нитрата калия

В давние времена, а именно – в Средние Века и в период Нового Времени – основным сырьем для получения нитрата калия служил навоз, который перегнивал и давал калиевую селитру. Однако, современная промышленность пошла дальше и для получения нитрата калия специалисты теперь используют не продукты жизнедеятельности живых существ, а химические реактивы и реакции.

Так, получить нитрат калия можно в ходе следующих реакций.

При взаимодействии надпероксида калия с оксидом азота при температуре не ниже 70 градусов. В ходе проведения данной реакции необходимо быть крайне осторожным, поскольку контакт нитрата калия с кислородом может привести к возгоранию.

Из соображений безопасности и исключения риска самовоспламенения намного чаще используют метод производства калиевой селитры посредством смешивания азотной кислоты и гидроксида калия. Реакция:

Получают нитрат калия также посредством смешивания разогретого гидроксида калия с оксидом азота и кислородом. Химическая реакция:

Наиболее простым методом получения нитрата калия считается метод смешивания разогретого пероксида калия с нитритом калия. Химическая реакция:

Реакции с нитратом калия

Реакция разложения вещества под воздействием высоких температур:

Ионный обмен, по завершению которого происходит выделение летучей кислоты. Реакция протекает исключительно в условиях повышенной температуры, при определенных условиях она может продолжаться разрушением одного из продуктов:

Реакция окисления нитрата калия при воспламенении:

При погружении нитрата калия в щелочную среду возможно его окисление нитратами. Стоит отметить, что в нейтральном водном растворе вещества данной категории не проявляют свои окислительные свойства и данная реакция возможна исключительно в щелочной среде:

Реакцию окисления нитратами можно наблюдать также в кислой среде:

Допустимые нормы приема нитрата калия

Допустимой для взрослого человека считается доза нитрата калия в объеме 5 мг вещества на 1 кг веса человека. Для ребенка максимально допустимой дозой считается 50 мг.

Основной объем нитрата калия поступает в организм человека с различными консервированными продуктами, поэтому при необходимости снижения его количества в организме, рекомендуется ограничить потребление консервов.

Сферы применения нитрата калия

Сельскохозяйственная сфера

Нитрат калия, попадая в грунт, очень быстро растворяется и поглощается землей. Его присутствие в почве повышает ее степень устойчивости к морозу.

Производство пороха

Не менее распространен нитрат калия в сфере производства пороха и пиротехнических изделий (как специализированных, так и применяющихся в развлекательной сфере).

Производство топлива для ракет

Металлургия

Нитрат калия применяют и в металлургии – в ходе работы с рудой, в состав которой входит никель.

Стекольная промышленность

Кроме того, рассматриваемая добавка широко используется в стекольной промышленности, в частности – для получения хрустальных изделий и повышения прочности производимой продукции.

Производство отделочных материалов

Обнаружить калиевую селитру можно в составе лакокрасочных средств и различных эмалей.

Пищевая промышленность

Нитрат калия принадлежит к категории канцерогенов, провоцирующих появление злокачественных новообразований. Несмотря на это свойство, добавка разрешена к применению в большинстве стран Европы и в России.

Применение нитрата калия:

Сфера промышленности	Назначение нитрата калия
Сельскохозяйственная сфера	Удобрение, необходимое для повышения плодородности почвы и урожайности выращиваемых культур
Изготовление ракетного топлива	Основной компонент смеси
Металлургия	Обработка никелевой руды
Производство отделочных материалов	Компонент лаков, красок и эмалей
Пищевая промышленность	Консервант, входящий в состав сыров, колбасных изделий и консервов
Стекольная промышленность	Изготовление хрустальных изделий, повышение их прочностных характеристик

Влияние нитрата калия на организм человека

В ходе работы с нитратом калия необходимо четко следовать строгим правилам. Так, работа может осуществляться исключительно в резиновых перчатках, поскольку раствор данного соединения может нанести вред организму при попадании на слизистую оболочку. Перчатки помогут предотвратить попадание вещества с рук на слизистую оболочку. Также в ходе работы рекомендуется носить плотную одежду, способную защитить кожные покровы. Не будет лишней маска – она поможет защитить органы дыхания от воздействия паров калиевой селитры.

При попадании рассматриваемого соединения на кожу, необходимо моментально промыть пораженный участок чистой водой и обработать антисептиком.

Впрочем, добавка не так страшна, как может показаться на первый взгляд. Нитрат калия, входящий в лаков и красок, изделий из стекла и продуктов питания менее опасен, чем вещество в чистом виде.

Но злоупотреблять употреблением продуктов с нитратом калия не стоит, избыток добавки в организме может привести к следующим неприятным симптомам:

Польза нитрата калия

По данным всех существующих к этому моменту исследований, нет никаких подтверждений того, что нитрат калия способен приносить пользу человеческому здоровью. Имеются только данные о вреде вещества и рекомендации по снижению негативных последствий для здоровья человека.

Вред нитрата калия

В малых дозах пищевая добавка E252 относительно безопасна, а вот в больших объемах ее употребление способно повлечь за собой серьезные последствия. Из-за способности приносить вред человеческому здоровью нитрат калия запрещен к применению в производстве продуктов питания для детей.

Впрочем, многие недобросовестные производители всеми силами скрывают факт присутствия добавки в составе своей продукции.

Класс опасности нитрата калия и особенности его хранения

При необходимости в транспортировке и продолжительном хранении нитрат калия упаковывают в плотные пяти- или даже шестислойные бумажные ламинированные мешки. Вместо бумаги может также применять полиэтилен.

Где можно приобрести нитрат калия и сколько он стоит

Приобрести нитрат калия можно на крупных предприятиях, если вам необходимы большие объемы, или в интернет-магазинах. 25 килограммов калиевой селитры обойдутся вам примерно в 6 тысяч рублей.

Заключение

Нитрат калия – это неорганическое соединение, применяемое в самых разных сферах. Наибольшей популярностью вещество пользуется в сельскохозяйственной сфере, в производстве пороха и изделий из стекла, а также в пищевой промышленности. Стоит отметить, что в производстве продуктов питания применение калиевой селитры строго контролируется, поскольку при нарушении технологии велик риск отравления как работников предприятия, так и потребителей.

Никакой пользы для человеческого организма пищевая добавка нитрат калия не несет, а вот негативных последствий от его употребления более чем достаточно. Там, при попадании в организм слишком большого объема добавки велик риск нарушения работы пищеварительной системы, рост злокачественных образований, нарушения процесса кровообращения, появления аллергических реакций, сопровождающихся приступами удушья, и сильных головных болей.

Источник

Нитрат калия

Нитра́т ка́лия, азотноки́слый ка́лий (ка́лиевая сели́тра, кали́йная селитра, индийская селитра и др.) — неорганическое бинарное соединение, калиевая соль азотной кислоты с формулой K N O ₃. В кристаллическом состоянии — бесцветное вещество, нелетучее, слегка гигроскопичное, без запаха. Нитрат калия хорошо растворим в воде. Практически не токсичен для живых организмов.

Форма кристаллов игольчатая, сами кристаллы очень длинные. Легко поддается очистке перекристаллизацией с минимальными потерями.

Основное применение находит в пиротехнике (до XX века особенно широко, как компонент основного в то время взрывчатого вещества — дымного (черного) пороха) и как калий-азотное удобрение (очень удобный комплекс двух обычно плохо сочетающихся при усваивании растениями элементов).

Содержание

Физические 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.

Хорошо растворим в воде, в средней степени в глицерине, жидком аммиаке, гидразине, нерастворим в чистом этаноле и эфире (в разбавленных водой растворяется плохо). Таблица растворимости в некоторых растворителях, в граммах KNO₃ на 100 г H₂O [2] [3] :

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.

Химические свойства

Разлагается при 400 °C с образованием нитрита калия K N O ₂ и кислорода O ₂ (выделение последнего увеличивает пожароопасность нитрата калия):

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.

Получение

является самой древней из используемых человеком для получения нитрата калия и популярна до сих пор. Вместо поташа впрочем, сейчас в лабораториях чаще всего используют сульфат калия, реакция очень похожа:

Первый способ применялся до 1854 г., когда немецкий химик К. Нёльнер изобрел производство нитрата калия, основанное на реакции более доступных и дешевых хлорида калия и нитрата натрия:

Существует несколько других способов получения нитрата калия. Это взаимодействие нитрата аммония и хлорида калия с образованием нитрата калия и хлорида аммония, последний легко отделяется:

— 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

Природные источники и месторождения

Применение

Основное применение на сегодняшний день нитрат калия находит в качестве ценного удобрения, так как совмещает в себе два частично блокирующих усвоение друг друга растениями элемента.

Незаменим он при изготовлении дымного пороха и некоторых других составов (например, карамельного ракетного топлива), которые почти полностью сейчас идут на производство пиротехники.

Расплав часто используется в лабораториях и у любителей для получения элементарного калия электролизом, наряду с гидроксидом калия.

Используется в качестве сильного окислителя в металлургии, в частности при переработке никелевых руд.

Источник

Нитрат калия ГОСТ 4217-77

Кодекс АлиментариусE252RTECSTT3700000ChEBI63043Номер ООН1486ChemSpider22843ЛД₅₀3750 мг/кгТоксичностьмалотоксиченПриводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Нитрат калия, азотнокислый калий (калиевая селитра, калийная селитра, индийская селитра и др.) — неорганическое соединение, калиевая соль азотной кислоты с формулой KNO₃. В кристаллическом состоянии — бесцветное вещество, нелетучее, слегка гигроскопичное, без запаха. Нитрат калия хорошо растворим в воде. Практически не токсичен для живых организмов.

Встречается в природе в виде минерала нитрокалита, в Ост-Индии находится одно из крупнейших месторождений, отсюда второе название — индийская селитра. В очень малых количествах содержится в растениях и животных.

Форма кристаллов игольчатая, сами кристаллы очень длинные. Легко поддается очистке перекристаллизацией с минимальными потерями.

Основное применение находит в пиротехнике (до XX века особенно широко, как компонент основного в то время взрывчатого вещества — дымного (чёрного) пороха) и как калий-азотное удобрение (очень удобное соединение двух обычно плохо сочетающихся при усваивании растениями элементов).

Содержание

Физические 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.

Хорошо растворим в воде, в средней степени в глицерине, жидком аммиаке, гидразине, нерастворим в чистом этаноле и эфире (в разбавленных водой растворяется плохо). Таблица растворимости в некоторых растворителях, в граммах KNO₃ на 100 г H₂O [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
Жидкий аммиак	10,52			10,4
Гидразин			14

При медленной кристаллизации вырастают очень длинные игольчатые кристаллы. Нитрат калия хорошо поддается очистке перекристаллизацией, причём с небольшими потерями, благодаря сильному повышению растворимости с ростом температуры.

Химические свойства

Получение

Реакция поташа с кальциевой селитрой (нитратом кальция) является самой древней из используемых человеком для получения нитрата калия и популярна до сих пор. Вместо поташа, впрочем, сейчас в лабораториях чаще всего используют сульфат калия, реакция очень похожа:

Первый способ применялся вплоть до 1854 г., когда немецкий химик К. Нёльнер изобрел производство нитрата калия, основанное на реакции более доступных и дешевых хлорида калия и нитрата натрия, доступного в виде чилийской селитры:

Существует несколько других способов получения нитрата калия. Это взаимодействие нитрата аммония и хлорида калия с образованием нитрата калия и хлорида аммония, последний легко отделяется:

— наиболее применимая после реакции нитрата кальция с карбонатом или сульфатом калия.

KOH + HNO₃ ⟶ KNO₃ + H₂O — в основном, демонстрационная реакция соответствующей кислоты и основания 21K + 26HNO₃ ⟶ 21KNO₃ + NO↑ + N₂O↑ + N₂↑ + 13H₂O — тоже демонстрационная реакция соответствующих кислоты и металла. K₂O + 2HNO₃ ⟶ 2KNO3 + H₂O — демонстрационная реакция соответствующего щелочного оксида с соответствующей кислотой.

2KOH + N₂O₅ ⟶ 2KNO₃ + H₂O NH₄NO₃ + KOH ⟶ NH₃ ↑ + KNO₃ + H₂O K₂CO₃ + 2HNO₃ ⟶ 2KNO₃ + H₂O + CO₂↑

Природные источники и месторождения

В природе нитрат калия распространен 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.

В очень малых количествах содержится в растениях и животных, является промежуточным продуктом при переработке ими почвенных сульфата и карбоната калия.

Применение

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 стекол и придания прочности изделиям из стекла.

Расплав иногда используется в химических лабораториях и у любителей химии для получения металлического калия электролизом, 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. 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.

Источник