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El nitrato de potasio es un compuesto químico con la fórmula KNO3. Es una sal iónica de iones de potasio K iones y nitrato NO3-.

Se produce como un nitro mineral y es una fuente natural de nitrógeno sólido. El nitrato de potasio es uno de varios compuestos que contienen nitrógeno que se refiere colectivamente como salitre.

Los principales usos de nitrato de potasio se encuentran en los fertilizantes, aditivos de alimentos, propulsores de cohetes y fuegos artificiales, sino que es uno de los componentes de la pólvora.

Historia de la producción

De fuentes minerales

El proceso de purificación completo más antiguo conocido para el nitrato de potasio se esbozó en 1270 por el químico e ingeniero Hasan al-Rammah de Siria en su libro al-Furusiyya wa al-Manasib al-Harbiyya. En este libro, al-Rammah describe primero la purificación de Barud por ebullición con un mínimo de agua y el uso de sólo la solución caliente, a continuación, el uso de carbonato de potasio para eliminar el calcio y el magnesio por precipitación de sus carbonatos de esta solución, dejando una solución de purificada nitrato de potasio, que podría entonces ser secado. Esto se utilizó para la fabricación de dispositivos de pólvora y explosivos. La terminología utilizada por al-Rammah indicaba un origen chino para las armas de pólvora sobre el que escribió. Mientras que el nitrato de potasio se le llama "nieve china" por los árabes, fue llamado "sal china" por los iraníes/persas.

Por lo menos ya en 1845, los depósitos Salitreras chilenas fueron explotados en Chile y California, EE.UU..

Desde las cuevas

Una importante fuente natural de nitrato de potasio fueron los depósitos de cristalización de las paredes de la cueva y las acumulaciones de guano de murciélago en cuevas. La extracción se lleva a cabo sumergiendo el guano en agua durante un día, filtrado, y la cosecha de los cristales en el agua filtrada. Tradicionalmente, el guano fue la fuente utilizada en Laos para la fabricación de la pólvora para Bang Fai cohetes.

LeConte

Tal vez la discusión más exhaustiva de la producción de este material es el texto LeConte 1862. Estaba escribiendo con el expreso propósito de aumentar la producción en los Estados Confederados para apoyar sus necesidades durante la Guerra Civil Americana. Desde que se pide la ayuda de las comunidades campesinas, las descripciones y las instrucciones son simples y explícitas. Él detalla el "método francés", junto con algunas variaciones, así como un "método suizo". Nótese bien Muchos se han hecho referencias a un método utilizando sólo la paja y la orina, pero no hay tal método en este trabajo.

 Método francés

Niter-camas se preparan por mezcla de estiércol, ya sea con mortero o cenizas de madera, tierra común y materiales orgánicos tales como la paja para dar porosidad para una pila de compost típicamente de 1.525 metros de tamaño. El montón era generalmente bajo una cubierta de la lluvia, mantiene húmedo con orina, se volvió a menudo para acelerar la descomposición, a continuación, finalmente lixivia con agua después de aproximadamente un año, para eliminar el nitrato de calcio soluble que después se convierte en nitrato de potasio por filtración a través de la potasa.

 Método suizo

LeConte describe un proceso que utiliza sólo la orina y el estiércol no, se hace referencia a él como el método suizo. La orina se recogió directamente, en un cajón de arena bajo un establo. La arena en sí se excava y lixiviado de nitratos que luego se convierte en nitrato de potasio a través de la potasa, como anteriormente.

A partir de ácido nítrico

Desde 1903 hasta la era de la Primera Guerra Mundial, nitrato de potasio para el polvo negro y el fertilizante fue producido a escala industrial a partir de ácido nítrico producido a través del proceso de Birkeland-Eyde, que utiliza un arco eléctrico para oxidar el nitrógeno del aire. Durante la Primera Guerra Mundial el proceso Haber recientemente industrializados se combinó con el proceso Ostwald después de 1915, que Alemania pueda producir ácido nítrico para la guerra después de haber sido separados de sus suministros de nitratos de sodio mineral de Chile. El proceso Haber cataliza la producción de amoníaco a partir del nitrógeno atmosférico, y el hidrógeno producidos industrialmente. Desde el final de la Primera Guerra Mundial hasta la actualidad, prácticamente todos los nitratos orgánicos han sido producidos a partir de ácido nítrico a partir de la oxidación de amoniaco de esta manera. Algunos nitrato de sodio aún se extrae industrialmente. Casi todo el nitrato de potasio, que ahora se utiliza sólo como un producto químico fino, se produce a partir de sales de potasio y ácido nítrico básicos.

Historia de uso

Nitratos de potasio suministrado el oxidante y gran parte de la energía de la pólvora en el siglo 19, pero después de 1889, las armas pequeñas y grandes de artillería comenzaron cada vez más a depender de pólvora, una pólvora sin humo que requirió en la fabricación de grandes cantidades de ácido nítrico derivado de nitratos minerales, y el ácido sulfúrico química industrial básica. Estos propelentes, al igual que todos los explosivos nitrados utilizan ambas partes del ion nitrato: el oxígeno promueve la rápida combustión, y la expansión del nitrógeno previamente sólido a gas N2 proporciona energía cinética.

Producción

El nitrato de potasio se puede hacer mediante la combinación de nitrato de amonio e hidróxido de potasio.

 NH4NO3 KOH? NH3 KNO3 H2O

Una forma alternativa de producir nitrato de potasio sin un subproducto de amoníaco es la combinación de nitrato de amonio y cloruro de potasio, se obtiene fácilmente como un sustituto de la sal libre de sodio.

 NH4NO3 KCl? NH4Cl KNO3

Nitrato de potasio también se puede producir mediante la neutralización de ácido nítrico con hidróxido de potasio. Esta reacción es altamente exotérmica.

 KOH HNO3? KNO3 H2O

En escala industrial se prepara por la reacción de descomposición doble entre el nitrato de sodio y cloruro de potasio.

 NaNO3 KCl? NaCl KNO3

Propiedades

El nitrato de potasio tiene una estructura cristalina ortorrómbica a temperatura ambiente, que se transforma en un sistema trigonal a 129 C. Después de calentar a temperaturas entre 550 y 790 C bajo una atmósfera de oxígeno, pierde oxígeno y alcanza un equilibrio dependiente de la temperatura con nitrito de potasio:

 2 KNO3? 2 KNO2 O2

El nitrato de potasio es moderadamente soluble en agua, pero su solubilidad aumenta con la temperatura. La solución acuosa es casi neutro, con pH 6,2 a 14 C para una solución al 10% de polvo comercial. No es muy higroscópico, absorbiendo aproximadamente 0,03% de agua en 80% de humedad relativa durante 50 días. Es insoluble en alcohol y no es tóxico, sino que puede reaccionar de forma explosiva con agentes reductores, pero no es explosivo en su propia.

Utiliza

El nitrato de potasio tiene una amplia variedad de usos, en gran parte como una fuente de nitrato.

Fertilizante

El nitrato de potasio se utiliza principalmente en fertilizantes, como fuente de nitrógeno y potasio - dos de los macro nutrientes para las plantas. Cuando se utiliza por sí mismo, que tiene una calificación de NPK 13-0-44 -

Oxidizer

El nitrato de potasio es un oxidante eficaz, produciendo una llama de color lila tras la combustión debido a la presencia de potasio. Es uno de los tres componentes de polvo negro, junto con carbón vegetal en polvo y azufre, ambos de los cuales actúan como combustibles en esta composición. Como tal, se utiliza en los motores de cohete de pólvora negra, pero también en combinación con otros combustibles, como azúcares en "caramelo cohete". También se utiliza en fuegos artificiales, tales como bombas de humo, hechas con una mezcla de sacarosa y nitrato de potasio. También se añade a los cigarrillos de pre-laminados para mantener un quemado uniforme del tabaco y se utiliza para asegurar la combustión completa de cartuchos de papel para la tapa y la bola revólveres.

Conservación de los alimentos

En el proceso de conservación de los alimentos, el nitrato de potasio ha sido un ingrediente común de la carne con sal desde la Edad Media, pero su uso ha sido descontinuado todo debido a inconsistencias en los resultados en comparación con el nitrato más moderno y compuestos de nitrito. Aun así, salitre todavía se utiliza en algunas aplicaciones de alimentos, tales como embutidos y la salmuera utilizada para hacer la carne en lata. El nitrato de sodio en su mayoría han suplantado el uso culinario de nitrato de potasio, ya que son más fiables para prevenir la infección bacteriana de salitre. Los tres dan salami curado y carne en conserva su color rosado característico. Cuando se utiliza como un aditivo alimentario en la Unión Europea, el compuesto se conoce como E252, sino que también está aprobado para su uso como aditivo alimentario en los EE.UU. y Australia y Nueva Zelanda.

La preparación de alimentos

En la cocina de África Occidental, el nitrato de potasio se utiliza ampliamente como un agente espesante en sopas y guisos como la sopa de picantes y Isi ewu. También se utiliza para ablandar alimentos y reducir el tiempo de cocción cuando la carne granos de ebullición y resistente. Sal petre también es un ingrediente esencial en la toma papillas especiales como kunun Kanwa literalmente traducidos del idioma Hausa como "sal petre gachas.

Farmacología

  • Se utiliza en algunos dentífricos para dientes sensibles. Recientemente, el uso de nitrato de potasio en pastas de dientes para el tratamiento de dientes sensibles ha aumentado y puede ser un tratamiento efectivo.
  • Se utiliza en algunos dentífricos para aliviar los síntomas del asma.
  • Se utiliza en Tailandia como ingrediente principal en Tablets renal para aliviar los síntomas de la cistitis, pielitis y uretritis.
  • Usado históricamente para tratar el asma.
  • Combate la hipertensión arterial y una vez fue utilizado como hipotensor.

El nitrato de potasio, una vez se cree que induce la impotencia, y todavía está falsamente rumorea que en la comida institucional como anaphrodisiac, sin embargo, no hay evidencia científica de tales propiedades.

Otros usos

  • Electrolitos en un puente de sal
  • Ingrediente activo de los sistemas de extinción de incendios de aerosol condensado. Cuando se quema con los radicales libres de la llama de un fuego, que produce carbonato de potasio.
  • Componentes de algunos productos removedores de tocón de árbol. Se acelera la descomposición natural de la cepa mediante el suministro de nitrógeno para los hongos que atacan la madera del tronco.
  • En el tratamiento térmico de metales como un baño de sal fundida de temperatura media, por lo general en combinación con nitrito de sodio. Un baño similar se utiliza para producir un acabado azul/negro durable normalmente se ve en las armas de fuego. Su calidad oxidante, solubilidad en agua, y bajo costo hacen de él un antioxidante ideal para estancias cortas.
  • Para inducir la floración de árboles de mango en Filipinas.
  • Medio de almacenamiento térmico en los sistemas de generación de energía. Sales de sodio y nitrato de potasio se almacenan en un estado fundido con la energía solar recogida por los heliostatos en la planta termosolar Gemasolar. Se ha encontrado que las sales ternarias, con la adición de nitrato de calcio o nitrato de litio, para mejorar la capacidad de almacenamiento de calor en las sales fundidas.