Химия давно вошла в жизнь человека и заняла в ней все свободное пространство. Множество разнообразных соединений ежедневно употребляется в пищу, применяется для изготовления товаров широкого потребления, используется в промышленности или на сельских полях. И одним из таких полезных химических веществ, ставшим неизменным спутником человека во многих областях жизни, является нитрат калия.
Нитратом калия, индийской или калийной селитрой называют неорганическое соединение, образованное азотной кислотой и калием. В последние десятилетия оно получило очень широкое применение в промышленности, химическом и пищевом производстве, в сельском хозяйстве.
Это уникальное вещество имеет достаточно простую химическую формулу KNO3, а его свойства досконально изучены специалистами.
Нитрат калия можно получить не только искусственным лабораторным путем, он встречается и в живой природе. Основным источником природного нитрата калия являются месторождения минерала, получившего название нитрокалит. Самые крупные из них открыты в Индии, благодаря чему вещество получило второе название - индийская селитра. Кроме того, нитрат калия входит в состав некоторых растений и даже животных.
Калийную селитру нельзя назвать открытием современной науки. Получать эту соль люди умели уже в средние века. Делали это с помощью компостных ям, в которых под действием кислорода в теплом и сыром микроклимате под слоем известняка перегнивала органика. Полученное вещество служило удобрением или использовалось для изготовления пороха.
Основу вещества составляют азотная кислота и натрий. Полученная в результате соединения этих элементов соль представляет собой белый или желтоватый порошок, не наделенный ни запахом, ни вкусом. В природной форме вещество состоит из бесцветных кристаллов удлиненной игольчатой формы.
Особой популярностью и широким спектром применения калиевая селитра обязана своим свойствам:
Кроме того, калийная селитра относится к сильнейшим окислителям, а при воздействии высоких температур становится взрывоопасной. Она способна взрывом контактировать с материалами, обладающими горючестью. Это свойство вещества позволяет с успехом использовать его в производстве фейерверков.
Если в реакции участвуют органические вещества - селитра с легкостью может их воспламенять, поэтому использование нитрата калия требует соблюдения осторожности и особых мер безопасности.
Нитрат калия окружает человека со всех сторон. Это вещество активно используется во многих хозяйственных сферах. Современный человек ежедневно использует предметы, изготовленные с применением нитрата калия. Он даже ест его вместе с продуктами питания.
Независимо от того, в какой из отраслей народного хозяйства используется калийная селитра, ее свойства вынуждают пользователей четко соблюдать правила применения.
Учитывая способность селитры к самовозгоранию, а также к вступлению ее в химические реакции, веществу был присвоен 3 класс опасности, что обязательно должно отражаться на условиях его перевозки и хранения:
Нитрат калия очень активно используется в сельскохозяйственном производстве в качестве удобрения. Он содержит в своем составе элементы, необходимые для роста и усиления вегетативных функций растений, но и в этой области применения следует придерживаться правил безопасности.
Нитрат калия относится к разряду «полезной» химии, которая способна во многом облегчить и даже украсить жизнь человека. Не стоит пугаться, увидев на этикетке любимой колбасы обозначение Е252. Доказано, что нитрат калия не опасен для человека.
Однако следует помнить, что чрезмерное его употребление с продуктами, содержащими высокий уровень нитратов, может оказать негативное влияние на здоровье, поэтому так важно соблюдать меры безопасности при использовании этого вещества в сфере сельского хозяйства.
Со многими химическими соединениями мы сталкиваемся очень часто, причем сами того не замечая. Одно из них - это нитрат калия, или индийская селитра. Кристаллический порошок прочно вошел в нашу жизнь: мы его едим (в виде добавок в различные продукты), используем в сельском хозяйстве как очень ценное и полезное удобрение, ну и просто радуемся, глядя на некоторую продукцию, в составе которой он присутствует (фейерверк).
Это неорганическое соединение, имеющее формулу KNO 3 , - соль, образованная азотной кислотой и натрием. Его кристаллы не имеют цвета и запаха. Вещество не летучее, но обладает слабо выраженными гигроскопическими свойствами (то есть способностью впитывать влагу даже из воздуха, но в малых количествах). Нитрат калия практически не токсичен и безвреден для человека и животных. Кристаллы имеют удлиненную игольчатую форму. Очень хорошо растворим в воде (при помощи электролиза из него выделяют калий), а также в гидразине, глицерине, жидком аммиаке. Для очистки нитрата калия иногда используют способ перекристаллизации.
Калиевая селитра (KNO 3) в естественной среде встречается в основном в виде минерала нитрокалита. Самое крупное его месторождение находится в Индии. Отсюда и второе название соединения - индийская селитра. Минерал образуется в результате длительного процесса разложения азотсодержащих веществ, выделяющийся при этом аммиак связывается специфическими нитробактериями. Данная реакция происходит при высоких температурах воздуха, что и обуславливает распространенность данного минерала в странах с жарким климатом и высокой влажностью.
Нитрат калия (формула KNO 3) является достаточно сильным окислителем. В измельченном состоянии он очень активно, а иногда и с взрывом реагирует с горючими материалами и некоторыми восстановителями. В реакциях с участием некоторых органических соединений он способен воспламенять и их. Селитры очень неустойчивы и при воздействии температуры разлагаются с образованием нитритов и кислорода. Не исключение и нитрат калия (уравнение: 2KNO 3 → 2KNO 2 + O 2 ). Данное свойство соединения говорит о его весьма высокой пожароопасности, что требует соблюдения специальных правил хранения.
Нитрат калия - это соль, которую начали получать еще в средние века. Для этого использовались большие компостные или навозные кучи, их называли селитряницы. Они делались с использованием известняка, различного строительного мусора, прослоек из хвороста и соломы, чтобы обеспечить доступ кислорода. Сверху, чтобы удержать внутри все выделяющиеся газы, их уплотняли дерном. Когда органика начинала активно разлагаться и гнить, то выделялся аммиак, который не выходил наружу, а оставался в прослойках хвороста и соломы, постепенно подвергаясь процессу нитрификации и трансформации сначала в азотистую, а затем азотную кислоту. Она, в свою очередь, вступала в химическое взаимодействие с находящимся в компостной куче известняком и давала в результате нитрат кальция. Далее его выщелачивали обычной золой (поташем). При этом карбонат кальция выпадал в осадок, и получался раствор нитрата калия. Его использовали в первую очередь для приготовления пороха. Это отражается следующей реакцией:
Ca(NO 3) 2 + K 2 CO 3 → 2 KNO 3 + CaCO 3 (в осадок).
Способов получения данного вещества существует несколько. Вот наиболее применяемые и распространенные из них:
Индийская селитра активно используется во многих сферах деятельности человека. Основное направление - сельское хозяйство, где нитрат калия применяется в качестве ценного удобрения. Оно содержит два компонента, которые крайне необходимы растениям для их активного развития. Если они вносятся по отдельности, то взаимно препятствуют друг другу в нормальном усвоении, а если вместе - процесс протекает без каких-либо осложнений. Данное удобрение очень быстро растворяется в почвенном растворе, что тоже является большим плюсом, время воздействия сведено к минимуму. Внесение нитрата калия под плодовые деревья летом и осенью увеличивает их холодостойкость и морозоустойчивость.
Вторая сфера, где активно применяется нитрат калия, - это получение дымного пороха, который на данный момент в основной своей массе идет на изготовление пиротехнических изделий (военных, специализированных или развлекательных).
Применяется рассматриваемая селитра и при изготовлении твердого ракетного топлива, которое также называют карамельным из-за использования при производстве сахара (сорбита). Оно на 65 % состоит именно из нитрата калия.
Сильные окислительные свойства индийской селитры нашли применение в металлургии, а именно в процессе переработки руд, содержащих никель. Также данное вещество активно используется в области стекольной промышленности, главным образом для осветления хрусталя, повышения прочности продукции. Применяется индийская селитра и при изготовлении эмалей, иной лакокрасочной продукции.
Одна из наименее эффективных и полезных для человека сфер, где используется нитрат калия, - это пищевая промышленность. Там он известен под кодовым названием Е252 (консервант). Его используют для увеличения срока хранения продуктов, так как нитрат калия замедляет процесс размножения бактерий и различных грибков. Активно добавляется это вещество в сыры (твердые, полутвердые, мягкие), колбасы и мясную продукцию, консервированную рыбу, паштеты, изготовленные из гусиной печени. Кроме того, данная добавка улучшает окраску продукта. Достаточно вспомнить красивый, но абсолютно неестественный розовый цвет колбасы.
Важно извлечь информацию следующего характера: добавка Е252 является канцерогеном, то есть веществом, способствующим развитию рака. Несмотря на это, она разрешена к использованию на территории РФ и стран Еврозоны. Этот тот самый случай, когда химия идет против человека.
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:
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.
Нитрат калия – хорошо известное двухкомпонентное удобрение. Оно применимо для большинства культур, нуждающихся в получении калия и азота дополнительно. Может использоваться даже после возникновения завязей.
Нитрат калия или азотнокислый калий (его также называют «калиевая селитра») можно отнести к комплексным, состоящим из двух компонентов, удобрениям. Он содержит азот и калий. В удобрениях разных марок содержится разное количество питательных веществ. В среднем этот показатель составляет 99,85%. Используется калиевая селитра как подкормка для разных садовых и огородных культур.
Нитрат калия является «поставщиком» калия и азота для сельскохозяйственных культур. В его составе нет хлора, который не переносится многими видами растения, например, картофелем, виноградом и другими. Значит, калиевая селитра хорошо подходит для подкормки этих культур.
Если подкармливать удобрением ягодные и плодовые культуры поздней осенью, их устойчивость к неблагоприятным условиям: морозу, холодному ветру, повысится.
При этом применение удобрения хорошо влияет на растения, посаженные как на открытом, так и на защищенном грунте. Препарат годится даже для подкормки домашних растений, однако вносить его в почву нужно крайне осторожно.
В природе это удобрение встречается нечасто, некрупными залежами. Искусственным путем его получают из компостов, состоящих из навоза, золы, сухих веток и извести. В ходе естественных процессов под воздействием нитрифицирующих бактерий в этом составе образуется калиевая селитра. Для ее очистки проводится выщелачивание водой.
В промышленных масштабах нитрат калия получают путем нейтрализации щелочей при помощи азотной кислоты. Также известен метод получения через поглощение калиевыми щелочами нитрозных газов, а также конверсионным путем.
Как уже говорилось, калиевая селитра складывается из двух составляющих: калия и азота, которые питают растения. Это удобрение отличается выгодным соотношением компонентов. Содержание калия выше чем содержание азота. Первого 44%, второго – всего 13%. Благодаря этому, удобрение можно использовать даже после образования завязей у растений. Умеренное количество азота укрепляет растение не вызывая его ускоренный рост и образование листьев. А калий благотворно сказывается на будущих плодах, повышая их качество.
На вид это удобрение представляет собой кристаллы белого цвета, очень ломкие, легко крошатся. Не имеет запаха. Иногда можно встретить это удобрение в виде белого, сероватого или желтоватого порошка. Минус второго — он легко слеживается. Поэтому хранить открытые пакеты с порошком нельзя.
Калиевая селитра легко растворима водой, что делает ее удобной в использовании для подкормки огородных культур. Также она является сильнейшим окислителем и вступает в реакцию с горючими материалами и восстановителями. Сама по себе селитра является легковоспламеняющимся материалом.
Поэтому, если порошок слежался, комки не нужно пытаться разбить. Их лучше растворить водой. Даже в холодной жидкости комки разойдутся.
Нитрат калия имеет плотность 2,109 г/см3. Температура его плавления 334°С, а — кипения 400°С.
Химическая формула состава: KNO3
Нитрат калия известен как отличное средство для подкормки растений. Его можно использовать как для корневых, так и для внекорневых подкормок. Наиболее ярко выражено благотворное влияние этого удобрения на корнеплоды и ягодные культуры. Исключение составляет картофель, для него более эффективна фосфорная подкормка. Также калиевая селитра редко применяется для редьки, любой зелени и капусты. Нитрат калия отлично подходит для плодовых деревьев, а также для ягод. К последним относятся и помидоры.
Применение удобрения способствует тому, что урожай улучшается не только качественно, но и количественно. Плоды будут большего размера, чем обычно. Кроме того, фрукты и ягоды будут лучше храниться, меньше будут подвергаться деформации при транспортировке.
Использование удобрения допустимо как в сухой, так и жидкой форме. Большей популярностью пользуется второй вариант. Это объясняется тем, что раствор достигает цели и усваивается растениями намного быстрее порошка.
Нитрат калия практически не меняет кислотность почв гумусового состава. Применение его длительное время также не сказывается на физиологически кислых почвах. Селитра меняет кислотность лишь песчаных грунтов.
Применение этого удобрения не ограничивается какими-либо строгими правилами.
Рекомендации по разведению раствора обычно можно найти на упаковке удобрения. Например, для цветов, а также садовых растений готовят раствор в пропорциях 15 гр на 10 л воды. Для плодовых деревьев – в 10 л воды разводят 25 г. Растворы в таких пропорциях вносят под растения у корня.
Для внекорневых подкормок концентрация раствора должна быть выше. Часть жидкости испариться или смоется при поливе. Для приготовления состава берут 25г на 10 л воды. Это максимально допустимая доза. Расход раствора будет колебаться в зависимости от вида растений. Для цветов и декоративных растений нормой является 0,7 л на метр квадратный, для ягодных – 1 л. При обработке плодовых деревьев уходит от 1,5 до 7 л удобрения.
Подкормки обычно проводятся около двух раз за сезон. Остановиться стоит за месяц до снятия урожая.
Нитрат калия токсичен для человека, поэтому при работе с ним необходимо соблюдать меры безопасности.
В первую очередь следует избегать вдыхания препарата, поэтому нужно использовать респиратор для защиты дыхательного аппарата.
Применение состава также связано с риском попадания вещества на кожу или в глаза. Проводить обработку нужно в перчатках и защитных очках. При высокой концентрации удобрение может вызвать раздражение или химический ожег.
Если препарат все-таки попал на кожу, ее необходимо промыть водой. При попадании в глаза, их также промывают 10-30 минут холодной водой, веки при этом должны быть открыты. После этого нужно сразу же показаться офтальмологу.
При ожоге нужно нанести асептическую повязку и обязательно обратиться к врачу.
Следует также соблюдать осторожность при хранении. Важно, чтобы нитрат калия хранился отдельно от других удобрений и бытовой химии, в закрытой плотной таре. Нельзя допускать попадания прямых солнечных лучей на препарат.
При нагревании препарат разлагается с выделением кислорода, из-за чего легко возникает возгорание. По этой же причине применение удобрения в жару нежелательно.
Нитратом калия называется бинарное соединение неорганического происхождения, калиевая соль азотной кислоты. Другие наименования вещества – калиевая селитра, индийская селитра, азотнокислый калий, калийная селитра. В форме кристаллов вещество не обладает цветом и ароматическими качествами. Среди свойств нитрата калия можно отметить гигроскопичность в малой степени, нелетучесть. Соединение не проявляет токсичность для живых организмов. Следующим свойством является его хорошая степень растворимости в воде, склонность к слеживанию с течением времени.
В природе соединение встречается как минерал нитрокалит. Одно из самых крупных месторождений находится в Ост-Индии, в связи с чем появилось такое название, как индийская селитра. В малых дозах может быть обнаружен в животных и растениях.
В древние времена нитрат получали из смеси известняка и навоза, древесной золы. Сейчас же вещество добывают через выделение из поташа.
Соединение используется в пищевой промышленности как добавка под номером Е252. Свое применение добавка нашла в производстве сыров разного вида с целью замедления процесса вспучивания. В случае высоких концентраций соединения наблюдается изменение цвета продукта. Кроме того, пищевая добавка используется в рыбных и мясных продуктах. Нитрат находится и в составе анчоусов благодаря окрашивающему свойству.
В продуктах из мяса соединение претерпевает превращение в нитрит, в результате появляется специфический окрас и запах продукта, снижается микробная активность. Нитрат калия обладает антимикробным эффектом, вследствие чего часто применяется только для его последующего превращения в нитриты.
Свое применение вещество нашло в сельском хозяйстве как двойное комплексное удобрение для тех растений, у которых наблюдается плохая реакция на хлор: цитрусовых, ягодных культур, табака, свеклы, винограда. Кроме того, нитрат используется как микроудобрение для комнатных растений, а также при тепличном производстве овощей.
Нитрат калия применяется в электровакуумном производстве, оптическом стекловарении с целью осветления и обесцвечивания технических хрустальных стекол, придания прочностных характеристик изделиям из стекла.
Иные сферы применения:
Нитрат калия характеризуется канцерогенным эффектом, то есть он провоцирует развитие злокачественных образований при условии воздействия внешних факторов. Но в дозах, которые не превышают рекомендованные, добавка не оказывает неблагоприятных последствий на человеческий организм.
Негативное влияние объясняется превращением соединения в организме человека в нитриты и канцерогенные нитрозамины. Количество нитратов, которые попадают в организм благодаря пищевым добавкам, мало по сравнению с содержанием веществ данной группы в овощах и питьевой воде.
Воздействие в течение длительного времени нитрата калия на организм в малых дозах может спровоцировать такие заболевания и симптомы:
Как пищевая добавка нитрат разрешен для применения в пищевой промышленности на территории Украины, России, стран Европейского союза. Однако помните, что продукты с содержанием нитрата калия не рекомендуется употреблять ежедневно.
Популярные статьи Читать больше статей
02.12.2013
Все мы много ходим в течение дня. Даже если у нас малоподвижный образ жизни, мы все равно ходим – ведь у нас н...
606440 65 Подробнее
10.10.2013
Пятьдесят лет для представительниц прекрасного пола – это своеобразный рубеж, перешагнув который каждая вторая...
445868 117 Подробнее
02.12.2013
В наше время бег уже не вызывает массу восторженных отзывов, как это было лет тридцать назад. Тогда общество б...
