Калиев нитрат

Калиевият нитрат (KNO₃), познат още под имената калиева селитра или индийска селитра, е калиева сол на азотната киселина. Като всички нитрати това съединение е добър окислител. При нагряване се разлага на калиев нитрит и кислород:

${\displaystyle \mathrm {2\ KNO_{3}\ \to \ 2\ KNO_{2}+O_{2}} }$

Калиев нитрат
Имена
Други	калиева селитра индийска селитра
Свойства
Формула	KNO₃
Моларна маса	100,952 u[1]
Плътност	2,109 g/cm³
Точка на топене	334 °C
Точка на кипене	400 °C
Разтворимост във вода	13,3 g/100 ml (0 °C) 36 g/100 ml (25 °C) 247 g/100 ml (100 °C)
Разтворимост в	слабо разтворим в етанол разтворим в глицерин и амоняк
Термохимия
Стандартна енталпия на образуване	−494 kJ/mol
Опасности
Основни опасности	окислител, поддържа горенето
H-фрази	H272[2]
P-фрази	P220[2]
NFPA 704	0 1 1 OX
Сродни съединения
Сродни	калиев хлорат калиев хидроксид калиев хлорид калиев сулфат калиев карбонат (поташ) натриев нитрат амониев нитрат
Идентификатори
CAS номер	7757-79-1
PubChem	24434
ChemSpider	22843
Номер на ООН	1486
DrugBank	DB11090
KEGG	D02051
MeSH	C023844
ChEBI	63043
ChEMBL	CHEMBL1644029
RTECS	TT3700000
SMILES	[N+](=O)([O-])[O-].[K+]
InChI	InChI=1S/K.NO3/c;2-1(3)4/q+1;-1
InChI ключ	FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N
UNII	RU45X2JN0Z
Данните са при стандартно състояние на материалите (25 °C, 100 kPa), освен ако не е указано друго.
Калиев нитрат в Общомедия

При по нататъшно нагряване калиевият нитрит се разлага и сумарното уравнение е ^[3]:

${\displaystyle \mathrm {4\ KNO_{2}\ \to \ 2K_{2}O+2N_{2}+3O_{2}} }$

Този процес е ендотермичен (ΔH=+75.5 kcal/mol). Част от кислорода, съдържащ се в калиевата селитра, не се отдава, а остава свързан под формата на дикалиев оксид. По тази причина съединението е по-слаб окислител от напр. калиевия хлорат и смесите с него се характеризират с по-ниска скорост на горене.

През средновековието калиевата селитра е използвана предимно в черния барут и е била по тази причина стратегическа суровина. Достъпът до калиева селитра е решавал изхода на много военни конфликти. Суровината се е доставяла в големи количества от Индия, което е причината понякога да се нарича още и индийска селитра. Друг основен доставчик станал Чили, където били открити големи залежи на натриев нитрат (чилска селитра).

Тъй като натриевият нитрат е хигроскопичен и не може да се използва за направата на черен барут, от него чрез конверсия с калиев хлорид се получавал калиев нитрат:

${\displaystyle \mathrm {NaNO_{3}+KCl\to KNO_{3}+NaCl\downarrow } }$

При температурата на кипене на водния разтвор на тези компоненти най-ниска разтворимост има натриевият хлорид. При изпаряване на част от водата се отделят кристали от натриев хлорид а калиевата селитра остава в разтвора. След добавяне на вода и охлаждане до около 5 °C из разтвора се отделя калиевата селитра.

Във времена на недостиг на импортна селитра и/или във военно време се използвали и други методи. Разпространено било изстъргването на селитра от стени на зимници и обори. Преваряването на тор или земя от оборите давали също ценната суровина. Карбамидът, съдържащ се в урината на животните се разлага бавно от бактерии и в крайна сметка се получава азотна киселина, която реагира с калциевите соли в почвата и дава калциев нитрат (норвежка селитра). След изваряване калциевият нитрат преминава в разтвор, към който се добавя калиев карбонат (или растителна пепел):

${\displaystyle \mathrm {Ca(NO_{3})_{2}+K_{2}CO_{3}\to 2KNO_{3}+CaCO_{3}\downarrow } }$

Добиването на селитра по този начин било доходен занаят през средновековието, а хората които се занимавали с него се ползвали с привилегии.

След като бездимният барут изместил черния (димния) барут и след откриването на синтетични методи за получаване на азотна киселина, горните методи за добиване на селитра изгубили значение.

В днешно време калиевата селитра се използва в пиротехнически смеси (вкл. черен барут и димки) като окислител. Друго важно приложение намира като консервант в хранително-вкусовата промишленост (Е252). Тъй като съдържа калиеви катиони и нитратни аниони калиевата селитра се използва и като комбиниран калиево-азотен минерален тор. Може да се използва и за получаване на кислород в лабораторни условия.

Източници

1. Saltpeter // PubChem. Посетен на 18 ноември 2016 г. (на английски)
2. www.pentachemicals.eu // Посетен на 15 август 2020 г. (на чешки)
3. John A. Conkling; Chemistry ot Pyrotechnics-Basic Principles and Theory, Marcel Dekker INC., 1985