Kalium-Nitrat ist eine chemische Zusammensetzung mit der Formel KNO. Es ist ein ionisches Salz von Kalium-Ionen K und Nitrat-Ionen NEIN.

Es kommt als ein Mineralsalpeter vor und ist eine natürliche feste Quelle des Stickstoffs. Kalium-Nitrat ist eine von mehreren Stickstoff enthaltenden als Salpeter insgesamt gekennzeichneten Zusammensetzungen.

Der Hauptgebrauch des Kalium-Nitrats ist in Düngern, Nahrungsmittelzusatz, Rakete-Treibgasen und Feuerwerk; es ist einer der Bestandteile von Schießpulver.

Geschichte der Produktion

Der frühste bekannte ganze Reinigungsprozess für das Kalium-Nitrat wurde 1270 vom Chemiker und Ingenieur Hasan al-Rammah Syriens in seinem Buch al-Furusiyya wa al-Manasib al-Harbiyya ('Das Buch der Militärischen Reitkunst und Genialen Kriegsgeräte') entworfen. In diesem Buch beschreibt al-Rammah zuerst die Reinigung von barud (grobes Salpeter-Mineral), indem er es mit minimalem Wasser kocht und nur die heiße Lösung, dann der Gebrauch der Pottasche (in der Form der Holzasche) verwendet, um Kalzium und Magnesium durch precipation ihrer Karbonate von dieser Lösung zu entfernen, eine Lösung des gereinigten Kalium-Nitrats verlassend, das dann ausgetrocknet werden konnte. Das wurde für die Fertigung von Schießpulver und Sprengvorrichtungen verwendet. Die von al-Rammah verwendete Fachsprache hat einen chinesischen Ursprung für die Schießpulver-Waffen angezeigt, über die er geschrieben hat. Während Kalium-Nitrat "chinesischen Schnee" von Arabern genannt wurde, wurde es "chinesisches Salz" von den Iraniern/Persern genannt.

Ins 19. Jahrhundert waren Salpeter-Betten durch das Mischen des Mistes entweder mit dem Mörser oder mit der Holzasche, allgemeine organische und Erdmaterialien wie Stroh bereit, um Durchlässigkeit einem Kompost-Stapel normalerweise 1.5×2×5 Meter in der Größe zu geben. Der Haufen war gewöhnlich unter einem Deckel vom Regen, behalten feucht mit dem Urin, gedreht häufig, um die Zergliederung zu beschleunigen, die dann schließlich mit Wasser nach etwa einem Jahr durchgefiltert ist, das auflösbare Kalzium-Nitrat zu entfernen. Exkrement-Haufen waren eine besonders allgemeine Quelle: Sie enthalten Ammoniak von der Zergliederung des Harnstoffs und der anderen stickstoffhaltigen Materialien. Es erlebt dann Bakterienoxydation (zuerst mittels der Bakterien von Nitrosomonas) (um Kalzium) nitrite, und dann (mittels der Bakterien von Spirobacter) zu erzeugen (um Kalzium) Nitrat zu erzeugen. Es wird dann zum Kalium-Nitrat durch das Durchsickern durch das Kali der Holzasche umgewandelt.

Eine Schwankung auf diesem Prozess, mit nur den Urin, Stroh und Holzasche, wird von LeConte 1862 beschrieben. Alter Urin wird in einen Behälter des Strohes gelegt und wird "dem sauren" (bakteriell Ferment) seit vielen Monaten erlaubt, nach denen Wasser verwendet wird, um die resultierenden chemischen Salze vom Stroh zu waschen. Der Prozess wird durch das Durchsickern von der Flüssigkeit durch die Holzasche, dann Lufttrocknung an der Sonne vollendet. Die Nitrat-Quelle in diesem Prozess ist Kalzium-Nitrat, das durch die Bakterienhandlung auf dem stickstoffhaltigen Harnstoff und Ammoniak vom Urin erzeugt ist, der mit Kalzium vom Urin verbunden ist. Dieses Kalzium-Nitrat-Salz wird wieder auf die Standardweise zum auflösbaren Kalium-Nitrat mit der Pottasche von Kali umgewandelt.

Während dieser Periode waren die natürlichen Hauptquellen des Kalium-Nitrats die Ablagerungen, die von Höhle-Wänden und den Anhäufungen des Fledermaus-Guanos in Höhlen kristallisieren. Traditionell war Guano die Quelle, die in Laos für die Fertigung von Schießpulver für den Schlag Fai Raketen verwendet ist.

Kalium-Nitrate haben den oxidant und viel von der Energie für Schießpulver im 19. Jahrhundert geliefert, aber nach 1889 haben Handfeuerwaffen und große Artillerie zunehmend begonnen, von Kordit, ein rauchloses Puder abzuhängen, das in der Fertigung verlangt hat, sind große Mengen von Stickstoffsäure auf Mineralnitrate (entweder Kalium-Nitrat, oder zunehmend Natriumsnitrat), und die grundlegende chemische Industrieschwefelsäure zurückzuführen gewesen. Diese Treibgase, wie alle nitrated Explosivstoffe (Nitroglyzerin, TNT, usw.) verwenden die verfügbare Energie, wenn organische Nitrate brennen oder explodieren und zu Stickstoff-Benzin, ein Prozess umgewandelt werden, der große Beträge der Energie veröffentlicht.

Von 1903 bis zum Zeitalter des Ersten Weltkriegs wurde das Kalium-Nitrat für schwarzes Puder und Dünger auf einer Industrieskala von Stickstoffsäure erzeugt, die über den Birkeland-Eyde-Prozess erzeugt ist, der einen elektrischen Kreisbogen verwendet hat, um Stickstoff von der Luft zu oxidieren. Während des Ersten Weltkriegs wurde der kürzlich industrialisierte Prozess von Haber (1913) mit dem Prozess von Ostwald nach 1915 verbunden, Deutschland erlaubend, Stickstoffsäure für den Krieg zu erzeugen, von seinem Bedarf von Mineralnatriumsnitraten von Chile abgeschnitten (sieh nitratite). Der Prozess von Haber katalysiert Ammoniak-Produktion vom atmosphärischen Stickstoff und industriell erzeugten Wasserstoff. Vom Ende des Ersten Weltkriegs bis heute praktisch sind alle organischen Nitrate von Stickstoffsäure von der Oxydation von Ammoniak auf diese Weise erzeugt worden. Ein Natriumsnitrat wird noch industriell abgebaut. Fast das ganze Kalium-Nitrat, jetzt verwendet nur als eine feine Chemikalie, wird von grundlegenden Kalium-Salzen und Stickstoffsäure erzeugt.

Produktion

Kalium-Nitrat kann durch das Kombinieren des Ammonium-Nitrats und Ätzkalis gemacht werden.

:NHNO (aq) + KOH (aq)  NH (g) + KNO (aq) + HO (l)

Eine alternative Weise, Kalium-Nitrat ohne ein Nebenprodukt von Ammoniak zu erzeugen, soll Ammonium-Nitrat und Kaliumchlorid, leicht erhalten als ein natriumsfreier Salz-Ersatz verbinden.

:NHNO (aq) + KCl (aq)  NHCl (aq) + KNO (aq)

Kalium-Nitrat kann auch durch das Neutralisieren von Stickstoffsäure mit Ätzkali erzeugt werden. Diese Reaktion ist hoch exothermic.

:KOH (aq) + HNO  KNO (aq) + HO (l)

Eigenschaften

Kalium-Nitrat hat eine orthorhombic Kristallstruktur bei der Raumtemperatur, die sich zu einem trigonal System an 129 °C verwandelt. Nach der Heizung zu Temperaturen über 560 °C zersetzt es sich ins Kalium nitrite, Sauerstoff erzeugend:

:2 KNO  2 KNO + O

Kalium-Nitrat ist in Wasser, aber seinen Löslichkeitszunahmen mit der Temperatur gemäßigt auflösbar (sieh infobox). Die wässrige Lösung ist fast neutral, pH 6.2 an 14 °C für eine 10-%-Lösung von kommerziellem Puder ausstellend. Es ist nicht sehr hygroskopisches, fesselndes ungefähr 0.03 % Wasser in relativer 80-%-Feuchtigkeit mehr als 50 Tage. Es ist in Alkohol unlöslich und ist nicht giftig; es kann explosiv mit abnehmenden Agenten reagieren, aber es ist selbstständig nicht explosiv.

Gebrauch

Kalium-Nitrat hat ein großes Angebot am Gebrauch größtenteils als eine Quelle des Nitrats.

Dünger

Kalium-Nitrat wird in Düngern, als eine Quelle des Stickstoffs und Kaliums - zwei der Makronährstoffe für Werke hauptsächlich verwendet. Wenn verwendet, allein hat es eine NPK-Schätzung 13-0-44.

Oxydationsmittel

Kalium-Nitrat ist ein effizientes Oxydationsmittel, eine lila Flamme nach dem Brennen wegen der Anwesenheit des Kaliums erzeugend. Es ist einer der drei Bestandteile von schwarzem Puder, zusammen mit bestäubter Holzkohle (wesentlich Kohlenstoff) und Schwefel, von denen beide als Brennstoffe in dieser Zusammensetzung handeln. Als solcher wird es in schwarzen Puder-Rakete-Motoren, sondern auch in der Kombination mit anderen Brennstoffen wie Zucker in "Rakete-Süßigkeiten" verwendet. Es wird auch im Feuerwerk wie Nebelbomben verwendet, die mit einer Mischung von Rohrzucker und Kalium-Nitrat gemacht sind. Es wird auch zu vorgerollten Zigaretten hinzugefügt, um sogar Brandwunde des Tabaks aufrechtzuerhalten, und wird verwendet, um ganzes Verbrennen von Papierpatronen für die Kappe und Ball-Revolver zu sichern.

Nahrungsmittelbewahrung

Im Prozess der Nahrungsmittelbewahrung ist Kalium-Nitrat eine allgemeine Zutat von gesalzenem Fleisch seit dem Mittleren Alter gewesen, aber sein Gebrauch ist größtenteils wegen inkonsequenter Ergebnisse im Vergleich zum moderneren Nitrat und den Nitrite-Zusammensetzungen unterbrochen worden. Trotzdem wird Salpeter noch in einigen Nahrungsmittelanwendungen wie charcuterie verwendet, und das Salzwasser hat gepflegt, Cornedbeef zu machen. Natriumsnitrat (und nitrite) hat größtenteils den Kochgebrauch des Nitrats des Kaliums verdrängt, weil sie im Verhindern der Bakterieninfektion zuverlässiger sind als Salpeter. Alle drei geben geheilter Salami und Cornedbeef ihren charakteristischen rosa Farbton. Wenn verwendet, als ein Nahrungsmittelzusatz in der Europäischen Union wird die Zusammensetzung E252 genannt; es wird auch für den Gebrauch als ein Nahrungsmittelzusatz in den USA und Australien und Neuseeland genehmigt (wo es unter seiner INS Nummer 252 verzeichnet wird).

Anderer Gebrauch

• als der feste Hauptpartikel-Bestandteil des kondensierten Aerosols zünden Unterdrückungssysteme an. Wenn verbrannt, mit den freien Radikalen einer Flamme eines Feuers erzeugt es Pottasche.
• als der Hauptbestandteil (gewöhnlich ungefähr 98 %) einiger Baumstumpf-Wiedermöbelpacker-Produkte. Es beschleunigt die natürliche Zergliederung des Stumpfs durch die Versorgung des Stickstoffs für die Fungi, die das Holz des Stumpfs angreifen.
• für die Wärmebehandlung von Metallen als ein Lösungsmittel im Postwaschen. Das Oxidieren, die Wasserlöslichkeit und die niedrigen Kosten machen es einen idealen Kurzzeitrosthemmstoff.
• auch verwendet als Mango-Blume inducer in den Philippinen.
• als ein Thermalspeichermedium. Natrium und Kalium-Nitrat-Salze werden im geschmolzenen Staat mit der Sonnenenergie versorgt, die durch den heliostats am GEMASOLAR Thermosolar Werk in Spanien gesammelt ist. Dreifältige Salze, mit der Hinzufügung des Kalzium-Nitrats oder Lithiumnitrats, verbessern die Hitzelagerungskapazität in den geschmolzenen Salzen

Arzneimittellehre

• Verwendet in einigen Zahnpasten für empfindliche Zähne. Kürzlich hat der Gebrauch des Kalium-Nitrats in Zahnpasten, um empfindliche Zähne zu behandeln, zugenommen, und es kann eine wirksame Behandlung sein.
• Verwendet in einigen Zahnpasten, um Asthma-Symptome zu erleichtern.
• Verwendet historisch, um Asthma sowie Arthritis zu behandeln.

• Kampfblutdruck und wurde einmal als ein hypotensive verwendet.

einmal dachte, hat Kalium-Nitrat Machtlosigkeit veranlasst, und wird noch falsch verbreitet, um im Institutionsessen (wie militärisches Fahrgeld) als ein anaphrodisiac zu sein; jedoch gibt es keine wissenschaftlichen Beweise für solche Eigenschaften.

Siehe auch

• Nitrocellulose
• Kalium perchlorate

Bibliografie

• Dennis W. Barnum. (2003). "Etwas Geschichte von Nitraten." Zeitschrift der Chemischen Ausbildung. v. 80, p. 1393-. Verbindung.
• Alan Williams. "Die Produktion des Salpeters im Mittleren Alter", Ambix, 22 (1975), Seiten 125-33. Das Maney Veröffentlichen, ISSN 0002-6980.

Links

• Internationale Chemische Sicherheitskarte 018402216