Структурная формула
Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: KNO 3
Химический состав Нитрата калия
Молекулярная масса: 101,106
Нитра́т ка́лия, азотноки́слый ка́лий
(ка́лиевая сели́тра, кали́йная селитра, индийская селитра и др.) - неорганическое соединение, калиевая соль азотной кислоты с формулой KNO 3 . 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).
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 KNO 3 на 100 г H 2 O :
| 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 |
Химические свойства
Получение
В Средние Века и Новое Время (когда активно использовали порох) для получения нитрата калия служили селитря́ницы - кучи из смеси навоза (и других перегнивающих компонентов) с известняком, строительным мусором и прочим известняковым материалом с прослойками из соломы или хвороста, накрытые дёрном для удерживания образующихся газов. При гниении навоза образовывался аммиак, который накапливаясь в прослойках из соломы, подвергался нитрификации и превращался вначале в азотистую, а затем в азотную кислоту . Последняя, взаимодействуя с известняком, давала Ca (NO 3) 2 , который выщелачивался водой . Добавка древесной золы (состоящей в основном из поташа) приводила к осаждению CaCO 3 и получению раствора нитрата калия; нередко золу добавляли сразу в кучу вместо известняка, тогда калиевая селитра получалась сразу. Реакция поташа с кальциевой селитрой (нитратом кальция).
Ca(NO 3) 2 + K 2 CO 3 → 2KNO 3 + CaCO 3
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:
Ca(NO 3) 2 + K 2 SO 4 → KNO 3 + CaSO 4
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:
KCl + NaNO 3 → KNO 3 + NaCl
Существует несколько других способов получения нитрата калия. Это взаимодействие нитрата аммония и хлорида калия с образованием нитрата калия и хлорида аммония, последний легко отделяется:
KCl + NH 4 NO 3 → KNO 3 + NH 4 Cl
KOH + HNO 3 → KNO 3 + 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.
Незаменим он при изготовлении дымного пороха и некоторых других составов (например, карамельного ракетного топлива), которые почти полностью сейчас идут на производство пиротехники.
Применяется также в электровакуумной промышленности и оптическом стекловарении для обесцвечивания и осветления технических хрустальных стекол и придания прочности изделиям из стекла.
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.
В пищевой промышленности нитрат калия применяется в качестве консерванта E252. Сам по себе он не имеет хорошо выраженного антибактериального воздействия, но его оказывает образующийся в мясных продуктах (где нитрат калия и находит наиболее широкое применение) нитрит калия.
Показать все
Калиевая селитра (нитрат калия) - безводная кристаллическая соль белого цвета (реже с желтоватым оттенком).
В растворах азотной кислоты растворимость нитрата калия сначала понижается с увеличением ее концентрации, а затем возрастает. Минимальная растворимость наблюдается при 50 °C и равна 24,91 % при содержании в растворе 27,63 % азотной кислоты и 47,46 % воды.
Известны две кристаллические модификации калиевой селитры. При низких температурах образуются кристаллы ромбической формы, при высоких - ромбоэндрические.
Калиевая селитра как удобрение относится к комплексным двусоставным удобрениям, содержащим и .
Массовая доля воды - не более 0,1 %.
Примеси (балласт) практически отсутствуют. Гигроскопичность низкая.
Селитра калиевая (нитрат калия) применяется в качестве удобрения для различных сельскохозяйственных культур.
Зарегистрированные и допущенные к использованию на территории России в качестве удобрения марки аммофоски находятся в таблице справа.
Селитра калиевая применяется в стекольной промышленности для оптического стекловарения, изготовления смесей для обесцвечивания и осветления хрустальных стекол, для повышения прочности изделий из стекла, обесцвечивания и осветления технического стекла.
Селитра калиевая находит применение в электровакуумной промышленности, в производстве дымных порохов, при изготовлении эмалей, термосолей, теплоносителей.
В пищевой промышленности нитрат калия используется как консервант.
Трансформация калиевой селитры в почве обусловлена взаимодействием с почвенным раствором и почвенно-поглощающим комплексом ионов калия и азотной кислоты в составе вещества. При внесении в почву удобрение быстро растворяется в почвенном растворе.
Катионы калия вступают во взаимодействие с ППК, как и ионы односоставных калийных удобрений, по двум типам поглощения: обменному (физико-химическому) и необменному (фиксации).
Анион азотной кислоты обеспечивает удобрению свойства нитратных форм азотных удобрений. Нитратные формы, как и у односоставных азотных удобрений, передвигаются вместе с почвенной влагой и могут быть поглощены только в теплое время года растениями или почвенной микрофлорой биологическим путем.
Нитрат калия вносится в почву в зависимости от содержания в ней калия и азота и почвенно-климатических условий региона. Удобрение подходит для всех типов почв. При внесении в почвы в регионах с избыточным увлажнением нужно учитывать возможность потери азота.
Калиевая селитра используется для корневых и некорневых подкормок в течение всего вегетационного периода.
Калийная селитра как азотное и калийное удобрение является источником азота и калия для растений. Практически не содержит хлора и подходит для удобрения хлорофобных культур, в частности, картофеля, табака, винограда и прочих.
Многолетние плодовые и ягодные культуры при поздней осенней подкормке увеличивают зимостойкость и морозоустойчивость.
В природе нитрат калия встречается в виде небогатых залежей. В домашних условиях нитрат калия можно получить из компостов, в которые входят навоз, зола, известь, хворост и другие органические вещества. В результате биохимических процессов в таком компосте образуется калиевая селитра. Ее выщелачивают водой, получая сравнительно чистый продукт.
В химической промышленности нитрат калия получают несколькими способами:
NaNO 3 + KCl → NaCl + KNO 3
Консервант, фиксатор окраски.
Белый гигроскопичный кристаллический порошок.
Хор. раств. в воде; ср. раств. в спиртах.
Нитриты в небольшом количестве образуются биологическим путём из нитратов, остающихся в пищевых продуктах, а также содержатся в слюне.
Восстановлением расплава нитрата калия свинцом; пропусканием диоксида серы через нагретую смесь нитрата калия и оксида кальция. Примеси: нитраты.
На многие микроорганизмы нитрит оказывает непосредственное мутагенное действие. Нитрит присоединяется к красящим в-вам крови и, потреблённый в большом количестве, может мешать транспорту кислорода. Острое токсичное действие для человека начинает проявляться только при приёме приблизительно 0,5 г. Однако благодаря высокой реакционноспособности, особенно способности образовывать нитрозамины, существует большая опасность скрытого токсического воздействия нитрита.
ДСП 0,2 мг/кг веса тела в день (временно). Опасности по ГН-98 отсутствуют. Codex: разрешён в 5 стандартах на мясные консервы в качестве стабилизатора в количестве до 50 или 125 мг/кг. В РФ разрешён в качестве консерванта и фиксатора цвета (окраски) в колбасы и мясные продукты сырокопчёные, солёно-копчё-ные, вяленые, колбасы варёные и другие мясные продукты, консервы мясные, фарш в количестве до 50 мг/кг индивидуально или в комбинации в пересчёте на NaN02 (остаточные количества, которые могут обнаруживаться в продуктах, приобретённых в розничной торговой сети) (п. п. 3.3.14,3.12.4 СанПиН 2.3.2.1293-03).
Нитрит калия в пищевых продуктах используется редко и только в производстве мясопродуктов, но и там обычно применяется нитрит натрия. Ранее нитриты применяли в качестве консервантов в производстве сыров и брынзы, но в этих продуктах лучше использовать более безопасные консервирующие в-ва. Нитрит в мясопродуктах усиливает бактерицидное действие, оказываемое солью, кислотами и нагреванием («эффект Периго»), и защищает содержащийся в мясе жир от окислительной порчи. Кроме того, он выделяет окись азота, вступающую в реакцию с нестабильным красящим веществом крови миоглобином с образованием свето-, кислородо- и термостойкого нитрозомиоглобина. В результате происходит стабилизация красной окраски мясопродуктов. Наряду с этим нитрит участвует в создании аромата продукта при солении.
Для проявления всех этих эффектов нитрита необходима его дозировка 50-100 мг/кг мяса. В таком количестве нитрит ещё не оказывает прямого токсичного действия. Он может, особенно при нагревании, реагировать с всегда содержащимися в мясопродуктах первичными и вторичными аминами с образованием нитро-зосоединений. Некоторые из них необходимы для формирования
аромата и цвета, но при температуре выше 120° С образуются также (несколько мг/т) канцерогенные нитрозамины. Нитриты в смесях с органическими веществами очень реакционноспособны, поэтому нитритную посолочную смесь можно применять только в чистом виде.
Другие области применения: в фотографии, в производстве азокрасителей и других органических соединений.
Нитрат калия
Азотнокислый калий, еще называют индийской селитрой, калиевой или калийной селитрой. Формула нитрата калия и формула калиевой селитры: KNO3 .
Это неорганическое химическое соединение, нелетучее, бесцветное вещество, гигроскопичное, не имеющее специфического запаха. Хорошо растворяется в воде, не токсично. Нерастворимо в эфире и чистом этаноле. Молярная масса вещества = 101,1 грамм на моль.
В природе соединение можно встретить в виде минерала нитрокалита , основное месторождение которого находится в Индии. Входит в состав некоторых растений и животных. Кристаллы имеют характерную игольчатую форму, достаточно длинные, их легко очистить от примесей путем перекристаллизации. У кристаллов ионная структура решетки, гексагональная или ромбическая.
По химическим свойствам – это сильный окислитель. При высокой температуре от 400 до 520 градусов вещ-во разлагается до нитрита калия и кислорода . Средство вступает в реакцию с восстановителями и горючими материалами, иногда, после измельчения, возникает взрыв, смеси самовоспламеняются. Реакция нитрата меди и йодида калия : 2Cu(NO3)2 + 4KI = I2 + 4KNO3 + 2CuI (выпадает в осадок).
Удобнее всего калийную селитру применять как удобрение. В его составе присутствуют два химических элемента, которые взаимно усиливают свойства друг друга, благоприятно влияют на рост и вегетативные функции растений. Селитрой обычно подкармливают свеклу, клубнику, малину, морковь, виноград и табак. Состав калийной селитры: порядка 44% калия и 13% азота. Благодаря такому соотношению можно использовать удобрение уже после цветения растения, когда оно образовало завязи.
Также вещество применяют при изготовлении дымовых шашек или дымного пороха, карамельного ракетного топлива (35% сорбита и 60% — нитрата К ); используется при производстве пиротехники. Следует помнить, что изготовление пиротехнических установок с селитрой в домашних условиях опасно.
Химическое соединение применяют в оптическом стекловарении для осветления хрусталя, придания прочности изделиям, в электровакуумной промышленности. Используют электролиз в лабораторных условиях для синтеза элементарного калия. Вещество применяют в металлургии, во время переработки никелевой руды.
Нитрат К нашел применение в пищевой промышленности для консервации, код E252 . При добавлении средства в пищевые продукты, обычно – в изделия из мяса, образуется нитрит калия, который оказывает выраженное антибактериальное действие. Также вещество применяют при производстве сыров, зубной пасты для чувствительных зубов.
Нитрит калия обладает антибактериальным действием.
Калия нитрат применяется в качестве консерванта, в продуктах превращается в нитрит , который проявляется выраженные антибактериальные свойства. При добавлении вещества в зубную пасту, оно значительно снижает чувствительность зубов. При приеме больших дозировок, оказывает канцерогенное влияние на организм.
Наиболее распространено применение калийной селитры в не медицинских целях. Азотнокислый калий используют в качестве консерванта, добавляют в зубную пасту.
Калиевая селитра противопоказана к приему детьми. Осторожность следует соблюдать: больным бронхиальной астмой , пациентам с заболеваниями почек и пищеварительного тракта, с сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Азотнокислый калий при чрезмерном употреблении может спровоцировать следующие реакции:
При передозировке калиевой селитрой возникают сильные боли в животе, нарушение работы сердца.
При частом применении в больших дозах – почечная недостаточность, анемия , повышается риск развития злокачественных новообразований .
Нет сведений о лек. взаимодействии.
Рецепт не требуется.
Калийная селитра входит в состав:
Общая характеристика и получение
Пищевую добавку Е249 (научное название – нитрит калия, калиевая соль азотистой кислоты) относят к группе консервантов, которые применяются для стабилизации состава продуктов. Это значит, что данное вещество обеспечит сохранность первозданного вида готовых продуктов или полуфабрикатов, в том числе аппетитного внешнего вида, аромата, вкусовых характеристик. При этом продуктам не страшны трудности транспортировки, многократное замораживание-размораживание, воздействие прямых солнечных лучей или контакт с кислородом.
Все это возможно благодаря физико-химическим свойствам диметилдикарбоната:
Интересно, что нитрит калия – одна из немногих добавок, которую можно встретить в составе человеческой слюны. В природе добавку Е249 можно обнаружить в качестве промежуточного продукта азотного цикла, например, во время нитрификации (присоединения азота к другим веществам) или и во время денитрификации (отсоединение азота от других веществ). В промышленных масштабах нитрит калия получают при взаимодействии оксидов азота с гидроксидом калия. Альтернативный вариант – получение добавки Е249 из восстановленной расплавленной массы нитрата калия С при помощи свинца. Реже используют диоксид серы, который пропускают через прогретую смесь нитрата калия и оксида кальция. При этом в составе конечного продукта присутствуют примеси в виде нитратов.
Добавка Е249 относится к группе консервантов. Производители вводят ее в состав колбасных изделий и полуфабрикатов из мясного или рыбного фарша. Их цели при этом таковы:
Пищевая добавка Е249 считается условно безопасной, поэтому большинство стран мира, в том числе Россия, включают ее в список разрешенных. Однако врачи-диетологи установили максимальную суточную дозу, которая составляет 0,06 мг на килограмм веса.
Непосредственно добавка Е249 не приносит явной пользы для здоровья человека. Однако она считается одной из немногих, которая опосредованно защищает человеческий организм от других вредных веществ. В их числе ботулотоксин. Последний представляет собой нейротоксин белковой природы, который образуется в процессе жизнедеятельности бактерий Clostridium botulinum. Это вещество считается очень мощным органическим ядом (некоторые источники называют его лидером среди ядов органического происхождения). Результат воздействия токсина – развитие ботулизма, или заболевание, при котором происходит токсикоинфекционное поражение нервной системы. Главный стратегический объект заболевания – спинной мозг. По мере развития недуга нарушается иннервация всего тела. Первыми страдают черепные и глазодвигательные нервы, далее – органы дыхания. Согласно разным источникам, на 10 случаев заболевания один заканчивается летальным исходом.
Регулярное превышение рекомендованной суточной дозы нитрита калия чревато нарушением транспортировки кислорода к рабочим тканям и органам. Одним из симптомов такого воздействия считается постоянная жажда. Другие негативные эффекты от употребления добавки Е249 еще изучаются.
Кроме пищевой промышленности, нитрит калия актуален в аналитической химии для распознавания аминов (органические соединения, производные аммиака). Также вещество ценят в фотографии, поскольку оно способствует увеличению светочувствительности.
Добавку Е249 можно применять при производстве азокрасителей для диазотирования.
Нужно знать содержание добавок в пищевых продуктах (табл. 1).
Таблица 1 - Норма содержания пищевой добавки E249 нитрита калия в продуктах согласно СанПиН 2.3.2.1293-03 от 26.05.2008
В России добавка Е249 входит в список разрешенных. Российское законодательство определяет применение Е249 в пищевых продуктах на основании СанПин 2.3.2.1293-03 от 26.05.2008:
Кроме этого документа, применение Е249 в пищевой промышленности регламентируется ГОСТ 33294-2015 «Добавки пищевые. Методы определения массовой доли основного вещества в пищевой добавке нитрит калия Е249».
