Калиевая селитра: свойства, получение и применение

Введение

Вам захотелось провести собственный химический опыт. Неплохое желание, но для этого нужно иметь определенную цель, а главное - ингредиенты. Поэтому вы садитесь за компьютер и ищите интересные рецепты. О, кажется, нашли то, что надо - "Изготовление дымовой шашки". Читаем список ингредиентов: "Сахар, сода, то-се... Калиевая селитра? Что это за зверь такой?" - стандартный ход мыслей у прочитавшего данный рецепт. Обычно таким образом и узнают про существование калиевой селитры. Естественно, тут же возникает желание найти о ней побольше информации. Сегодня я постараюсь удовлетворить ваш интерес.

Происхождение названия

Сначала поговорим о ее названии. Селитра - это любая соль, которая имеет кислотный остаток NO3, взятый из азотной кислоты, т.е. является нитратом. Химическая формула обсуждаемой сейчас селитры - KNO3, значит, к ее названию необходимо добавить прилагательное "калиевая". Но существуют и другие варианты его написания. В разных источниках ее могут обозвать калийной/индийской селитрой, азотнокислым калием, нитратом калия и т.п. Все эти названия будут правильными.

Свойства

Данная селитра при нормальных условиях является бесцветными кристаллами, но измельченной она напоминает белый порошок. Также она имеет ионную структуру и гексагональную или ромбическую кристаллическую решетку. Калиевая селитра слегка гигроскопична, склонна несильно слеживаться в течении некоторого времени. Также она нелетуча и не имеет запаха. Хорошо растворяется в воде, в средней степени - в жидком аммиаке, глицерине, гидразине, не растворяется в чистых эфире и этаноле (может плохо в них растворяться только при условии, что последние разбавлены водой). Из калиевой селитры при ее медленной кристаллизации могут вырастать игольчатые и очень длинные кристаллы. При температуре 400-520 оС происходит ее разложение, при котором образуются нитрит калия и кислород.

Также это сильный окислитель, реагирующий с восстановителями и горючими материалами, а если ее вдобавок и измельчить, то реакция проходит очень активно и часто в сопровождении взрыва (фото). Калиевая селитра может самостоятельно воспламенять некоторые органические материалы, если они с ней в одной смеси. Расплав калиевой селитры можно использовать для того, чтобы получить калий посредством электролиза, но, т.к. у нее в таком состоянии высокие окислительные способности, для проведения данного опыта лучше брать гидроксид калия.

Получение

В Средних веках и Новом времени (т.е. в тот период, когда порох находился в частом употреблении) калиевую селитру добывали из селитряниц - куч, состоящих из известняковых материалов, навоза и других перегнивающих компонентов, у которых были прослойки из хвороста или соломы. Они были накрыты дерном, удерживающим образующиеся газы. Аммиак, который образовывался из-за гниения навоза, накапливался в прослойках, нитрифицировался и становился сначала азотистой, а потом азотной кислотой. Последняя при взаимодействии с известняком образовывала нитрат кальция, далее происходило его выщелачивание водой. Когда к этой смеси добавляли древесную золу, карбонат кальция, находящийся в первой, оседал. И в результате получался раствор калиевой селитры. Взаимодействие поташа и кальциевой селитры - это древнейший способ получения калиевой селитры, который является популярным до сих пор. Хотя поташ можно заменить и сульфатом калия. Калиевую селитру можно получить в лаборатории при таких реакциях:

• Хлорид калия и нитрат натрия.
• Нитрат аммония и хлорид калия.
• Гидроксид калия и азотная кислота.
• Калий и азотная кислота.
• Соответствующий щелочной оксид калия (К2О) и соответствующая кислота (азотная).
• Гидроксид калия и оксид азота (5).
• Нитрат аммония и гидроксид калия.
• Карбонат калия и азотная кислота.

Нахождение в природе

В природе калиевая селитра известна как минерал нитрокалит. Места самых крупных его залежей - Чили и Ост-Индия (вот почему калиевую селитру часто называют индийской). Натуральный нитрат калия - это азотобактерии, связанные с аммиаком, который выделяется при разложении азотистых веществ. Этой связи способствуют влага и тепло, поэтому крупнейшие месторождения калиевой селитры находятся в жарких странах. Также в очень малых количествах она присутствует в животных и растениях.

Калиевая селитра: применение

В основном ее используют как ценное удобрение для растений (фото). Также она является очень важным ингредиентом в составе дымного пороха ("дымовухи", дымовой шашки). Приносит пользу эта селитра и в оптическом стекловарении, обесцвечивая и осветляя технические хрустальные стекла и придавая прочности изделиям из стекла. В пищевой промышленности эта селитра известна как консервант Е252.

Заключение

Калиевая селитра (формула KNO3) может использоваться не только в химии, но и во многих других отраслях промышленности. Она может быть как полезной, так и очень вредной для человека.