Dusičnan draselný - Potassium nitrate
|
|||
Jména | |||
---|---|---|---|
Název IUPAC
Dusičnan draselný
|
|||
Ostatní jména
Ledek
Ledek Dusičnany potaše |
|||
Identifikátory | |||
3D model ( JSmol )
|
|||
CHEMBL | |||
ChemSpider | |||
Informační karta ECHA | 100,028,926 | ||
Číslo ES | |||
E číslo | E252 (konzervační látky) | ||
KEGG | |||
PubChem CID
|
|||
Číslo RTECS | |||
UNII | |||
UN číslo | 1486 | ||
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|||
|
|||
|
|||
Vlastnosti | |||
KNO 3 | |||
Molární hmotnost | 101,1032 g/mol | ||
Vzhled | bílá pevná látka | ||
Zápach | bez zápachu | ||
Hustota | 2,109 g/cm 3 (16 ° C) | ||
Bod tání | 334 ° C (633 ° F; 607 K) | ||
Bod varu | 400 ° C (752 ° F; 673 K) (rozkládá se) | ||
133 g/1000 g vody (0 ° C) 316 g/1000 g vody (20 ° C) 383 g/1000 g vody (25 ° C) 2439 g/1000 g vody (100 ° C) |
|||
Rozpustnost | slabě rozpustný v ethanolu rozpustný v glycerolu , amoniaku |
||
Bazicita (p K b ) | 15.3 | ||
−33,7 · 10 −6 cm 3 /mol | |||
Index lomu ( n D )
|
1,335, 1,5056, 1,5604 | ||
Struktura | |||
Orthorhombic , aragonit | |||
Termochemie | |||
Tepelná kapacita ( C )
|
95,06 J/mol K | ||
Standardní entalpie
tvorby (Δ f H ⦵ 298 ) |
-494,00 kJ/mol | ||
Nebezpečí | |||
Hlavní nebezpečí | Oxidant, škodlivý při požití, vdechnutí nebo absorpci na kůži. Dráždí kůži a oční okolí. | ||
Bezpečnostní list |
Viz: datová stránka ICSC 0184 |
||
Piktogramy GHS | |||
H272 , H315 , H319 , H335 | |||
P102 , P210 , P220 , P221 , P280 | |||
NFPA 704 (ohnivý diamant) | |||
Bod vzplanutí | nehořlavý (oxidant) | ||
Smrtelná dávka nebo koncentrace (LD, LC): | |||
LD 50 ( střední dávka )
|
1901 mg/kg (orální, králík) 3750 mg/kg (orální, krysa) |
||
Související sloučeniny | |||
Jiné anionty
|
Dusitan draselný | ||
Jiné kationty
|
Dusičnan lithný Dusičnan sodný Dusičnan rubidný Dusičnan česný |
||
Související sloučeniny
|
Síran draselný Chlorid draselný |
||
Stránka doplňkových údajů | |||
Index lomu ( n ), dielektrická konstanta (ε r ) atd. |
|||
Termodynamická
data |
Fázové chování pevná látka – kapalina – plyn |
||
UV , IR , NMR , MS | |||
Pokud není uvedeno jinak, jsou údaje uvedeny pro materiály ve standardním stavu (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|||
ověřit ( co je to ?) | |||
Reference na infobox | |||
Dusičnan draselný je chemická sloučenina s chemickým vzorcem K N O
3. Je iontová sůl o ionty draslíku K + a dusičnanových iontů NO 3 - , a je proto dusičnan alkalického kovu . V přírodě se vyskytuje jako minerál, niter (nebo nitre ve Velké Británii). Je to zdroj dusíku a dusík byl pojmenován po niteru. Dusičnan draselný je jednou z několika sloučenin obsahujících dusík souhrnně označovaných jako ledek (nebo ledek v Severní Americe).
Hlavní použití dusičnanu draselného je v hnojivech , odstraňování pařezů , raketových pohonných hmotách a ohňostrojích . Je to jedna z hlavních složek střelného prachu (černý prášek). U zpracovaného masa reaguje dusičnan draselný s hemoglobinem a myoglobinem a vytváří červenou barvu.
Vlastnosti
Dusičnan draselný má při pokojové teplotě ortorombickou krystalovou strukturu, která se při 129 ° C (264 ° F) transformuje na trigonální systém.
Dusičnan draselný je mírně rozpustný ve vodě, ale jeho rozpustnost se zvyšuje s teplotou. Vodný roztok je téměř neutrální a vykazuje pH 6,2 při 14 ° C (57 ° F) pro 10% roztok komerčního prášku. Není příliš hygroskopický , absorbuje asi 0,03% vody v 80% relativní vlhkosti po dobu 50 dnů. Je nerozpustný v alkoholu a není jedovatý; může výbušně reagovat s redukčními činidly , ale sama o sobě není výbušná.
Tepelný rozklad
Mezi 550–790 ° C (1 022–1 454 ° F) dosahuje dusičnan draselný teplotně závislé rovnováhy s dusitanem draselným :
- 2 KNO 3 ⇌ 2 KNO 2 + O 2
Historie výroby
Z minerálních zdrojů
Ve starověké Indii tvořili výrobci ledku kastu Nuniya. Ledek nalézá zmínku v Kautilyově Arthashastře (kompilát 300 př. N. L. - 300 n. L.), Kde se uvádí, že používá svůj jedovatý kouř jako válečnou zbraň, ačkoli jeho použití pro pohon se objevilo až ve středověku.
Proces čištění dusičnanu draselného byl popsán v roce 1270 chemikem a inženýrem Hasanem al-Rammahem ze Sýrie ve své knize al-Furusiyya wa al-Manasib al-Harbiyya ( Kniha o vojenském jezdectví a důmyslných válečných zařízeních ). V této knize popisuje al-Rammah nejprve čištění barudu (surový ledkový minerál) jeho varem s minimálním množstvím vody a použitím pouze horkého roztoku, poté použití uhličitanu draselného (ve formě dřevěného popela ) k odstranění vápníku a hořčíku vysrážením jejich uhličitanů z tohoto roztoku, přičemž zůstane roztok vyčištěného dusičnanu draselného, který by pak mohl být vysušen. To bylo použito k výrobě střelného prachu a výbušných zařízení. Terminologie používaná al-Rammahem naznačovala čínský původ zbraní střelného prachu, o kterých psal.
Minimálně již v roce 1845 byla v Chile a Kalifornii těžena ložiska nitrátů .
Z jeskyní
Hlavním přirozeným zdrojem dusičnanu draselného byla ložiska krystalizující ze stěn jeskyně a akumulace netopýra guana v jeskyních. Extrakce se provádí ponořením guana na den do vody, filtrací a sklizením krystalů ve filtrované vodě. Guano bylo tradičně zdrojem používaným v Laosu k výrobě střelného prachu pro rakety Bang Fai .
LeConte
Asi nejúplnější diskusí o výrobě tohoto materiálu je text z roku 1862 LeConte . Psal s výslovným cílem zvýšit produkci v konfederačních státech, aby podpořil jejich potřeby během americké občanské války . Protože volal o pomoc venkovských zemědělských komunit, popisy a pokyny jsou jednoduché a explicitní. Podrobně popisuje „francouzskou metodu“ spolu s několika variacemi a také „švýcarskou metodu“. Pozn. Bylo provedeno mnoho odkazů na metodu používající pouze slámu a moč, ale v této práci žádná taková metoda neexistuje.
Francouzská metoda
Turgot a Lavoisier vytvořili Régie des Poudres et Salpêtres několik let před francouzskou revolucí . Niterové lože byly připraveny smícháním hnoje buď s maltou nebo dřevěným popelem, běžnou zeminou a organickými materiály, jako je sláma, aby se dosáhlo pórovitosti hromady kompostu typicky 4 stopy (1,2 m) vysoké, 6 stop (1,8 m) široké a 15 stop (4,6 m) dlouhý. Halda byla obvykle pod deštěm, udržována vlhká v moči , často se obracela, aby se urychlil rozklad, a nakonec se přibližně po jednom roce vyluhovala vodou, aby se odstranil rozpustný dusičnan vápenatý, který se poté přeměnil na dusičnan draselný filtrací přes potaš .
Švýcarská metoda
LeConte popisuje proces využívající pouze moč a nikoli trus, označuje jej jako švýcarskou metodu . Moč se shromažďuje přímo v pískovně pod stájí. Samotný písek je vykopán a vyluhován na dusičnany, které byly poté převedeny na dusičnan draselný pomocí potaše, jak je uvedeno výše.
Z kyseliny dusičné
Od roku 1903 až do první světové války se dusičnan draselný pro černý prášek a hnojivo vyráběl v průmyslovém měřítku z kyseliny dusičné vyráběné postupem Birkeland – Eyde , který využíval elektrický oblouk k oxidaci dusíku ze vzduchu. Během první světové války byl nově industrializovaný proces Haber (1913) spojen s procesem Ostwald po roce 1915, což Německu umožnilo vyrábět kyselinu dusičnou pro válku poté, co bylo odříznuto od dodávek minerálních dusičnanů sodných z Chile (viz nitratit ).
Výroba
Dusičnan draselný lze vyrobit kombinací dusičnanu amonného a hydroxidu draselného .
- NH 4 NO 3 (aq) + KOH (aq) → NH 3 (g) + KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
Alternativním způsobem výroby dusičnanu draselného bez vedlejšího produktu amoniaku je kombinace dusičnanu amonného, který se nachází v instantních ledových obalech , a chloridu draselného , který lze snadno získat jako náhražku soli bez sodíku .
- NH 4 NO 3 (aq) + KCl (aq) → NH 4 Cl (aq) + KNO 3 (aq)
Dusičnan draselný lze také vyrobit neutralizací kyseliny dusičné hydroxidem draselným. Tato reakce je vysoce exotermická.
- KOH (aq) + HNO 3 → KNO 3 (aq) + H 2 O (l)
V průmyslovém měřítku se připravuje reakcí dvojitého vytlačení mezi dusičnanem sodným a chloridem draselným.
- NaNO 3 (aq) + KCl (aq) → NaCl (aq) + KNO 3 (aq)
Využití
Dusičnan draselný má široké spektrum použití, převážně jako zdroj dusičnanů.
Výroba kyseliny dusičné
Historicky byla kyselina dusičná vyráběna kombinací kyseliny sírové s dusičnany, jako je ledek. V moderní době je to obrácené: dusičnany se vyrábějí z kyseliny dusičné vyráběné Ostwaldovým procesem .
Okysličovadlo
Nejslavnější použití dusičnanu draselného je pravděpodobně jako okysličovadlo v černém prachu . Od nejstarších dob až do konce osmdesátých let 19. století poskytoval černý prach výbušnou sílu všem střelným zbraním na světě. Po té době začaly ruční zbraně a velké dělostřelectvo stále více záviset na korditu , bezdýmném prášku . Černý prach se dnes stále používá v raketových motorech s černým práškem , ale také v kombinaci s jinými palivy, jako jsou cukry v „ raketových bonbónech “. Používá se také v ohňostrojích, jako jsou kouřové bomby . Přidává se také do cigaret, aby se udrželo rovnoměrné spálení tabáku, a slouží k zajištění úplného spálení papírových kazet pro víčkové a kulové revolvery. Může být také zahřátý na několik stovek stupňů, aby byl použit pro niterové modření , které je méně trvanlivé než jiné formy ochranné oxidace, ale umožňuje specifické a často krásné zbarvení ocelových částí, jako jsou šrouby, čepy a další malé části střelné zbraně.
Zpracování masa
Dusičnan draselný je běžnou součástí soleného masa již od starověku nebo středověku . Rozšířené používání dusičnanů je novější a souvisí s rozvojem masového zpracování masa. Používání dusičnanu draselného bylo většinou ukončeno kvůli pomalým a nekonzistentním výsledkům ve srovnání se sloučeninami dusitanu sodného, jako je „pražský prášek“ nebo růžová „ vytvrzovací sůl “. Přesto se dusičnan draselný stále používá v některých potravinářských aplikacích, jako je salám, sušená šunka, uzeniny a (v některých zemích) ve slaném nálevu používaném k výrobě hovězího masa z konzervy (někdy společně s dusitanem sodným). Při použití jako potravinářská přídatná látka v Evropské unii se tato sloučenina označuje jako E252 ; je také schválen pro použití jako potravinářská přídatná látka ve Spojených státech a Austrálii a na Novém Zélandu (kde je uveden pod číslem INS 252).
Příprava jídla
V západoafrické kuchyni je dusičnan draselný (ledek) široce používán jako zahušťovadlo do polévek a dušených pokrmů, jako je polévka okra a isi ewu . Používá se také ke změkčení potravin a zkrácení doby vaření při vaření fazolí a houževnatého masa. Ledek je také nezbytnou přísadou při výrobě speciálních kaší, jako je kunun kanwa doslovně přeloženo z jazyka Hausa jako „ledková kaše“. Na Shetlandských ostrovech (Velká Británie) se používá při vytvrzování skopového masa k výrobě skopového masa , což je místní pochoutka.
Hnojivo
Dusičnan draselný se používá v hnojivech jako zdroj dusíku a draslíku - dvou z makroživin pro rostliny. Když se používá samostatně, má hodnocení NPK 13-0-44.
Farmakologie
- Používá se v některých zubních pastách pro citlivé zuby . V poslední době se používání dusičnanu draselného v zubních pastách pro ošetření citlivých zubů zvýšilo.
- Historicky se používá k léčbě astmatu. Používá se v některých zubních pastách ke zmírnění příznaků astmatu.
- Používá se v Thajsku jako hlavní složka ledvinových tablet ke zmírnění příznaků cystitidy , pyelitidy a uretritidy .
- Bojuje proti vysokému krevnímu tlaku a kdysi byl používán jako hypotenzivum .
Jiné použití
- Elektrolyt v solném můstku
- Aktivní složka kondenzovaných aerosolových systémů hašení požáru . Při spalování s volnými radikály plamene ohně vzniká uhličitan draselný .
- Funguje jako čistič hliníku.
- Součást (obvykle asi 98%) některých produktů pro odstranění pařezu . Urychluje přirozený rozklad pařezu dodávkou dusíku pro houby napadající dřevo pařezu.
- Při tepelném zpracování kovů jako lázně roztavené soli o střední teplotě, obvykle v kombinaci s dusitanem sodným. Podobná lázeň se používá k výrobě trvanlivé modro/černé povrchové úpravy, která se obvykle vyskytuje u střelných zbraní. Jeho oxidační kvalita, rozpustnost ve vodě a nízké náklady z něj činí ideální krátkodobý inhibitor koroze .
- Vyvolat kvetení mangovníků na Filipínách.
- Tepelné akumulační médium v systémech výroby energie. Soli dusičnanu sodného a draselného jsou skladovány v roztaveném stavu se sluneční energií shromažďovanou heliostaty v Gemasolar Thermosolar Plant . Bylo zjištěno, že ternární soli s přídavkem dusičnanu vápenatého nebo dusičnanu lithného zlepšují kapacitu akumulace tepla v roztavených solích.
- Jako zdroj draselných iontů pro výměnu s ionty sodnými v chemicky zpevněném skle .
- Jako okysličovadlo v modelovém raketovém palivu zvaném Rocket candy .
Etymologie
Dusičnan draselný má díky svému ranému a celosvětovému použití a výrobě mnoho jmen. Hebrejská a egyptská slova pro něj měla souhlásky ntr, což naznačuje pravděpodobnou příbuznost v řeckém nitronu , který byl latinizován na nitrum nebo nitrium . Starofrančané tedy měli niter a středoanglický nitre . Od 15. století, Evropané odkazovali se na to jako ledek , konkrétně indický ledek (dusičnan sodný je chilský ledek) a později jako dusičnan potaše, protože chemie sloučeniny byla lépe pochopena.
Arabové ji nazývají "Chinese sníh" ( arabský : ثلج الصين thalj al-sin ). Říkalo se tomu „Chinese sůl“ Íránci / Peršany nebo „soli z čínských slaniska“ ( Peršan : نمک شوره چينی namak šúry Chini ).
Ve folklóru a populární kultuře
Kdysi se předpokládalo, že dusičnan draselný vyvolává impotenci , a stále se proslýchá, že je v institucionální potravě (jako je vojenské jízdné) jako anafrodiziakum ; pro takové vlastnosti však neexistují žádné vědecké důkazy.
V Bank Shot El ( Joanna Cassidy ) navrhuje Walter Ballantine ( George C. Scott ), který jí řekne, že byl ve vězení krmen ledkem. „Víš, proč tě ve vězení krmí ledek?“ Ptá se jí Ballantine. Zavrtí hlavou, že ne. Políbí se. Pohlédne dolů na svůj rozkrok a udělá gesto, které odhalí, že jeho tělo nereagovalo na její pokroky, a říká: „Proto tě ve vězení krmí ledkem.“
V filmu Přelet nad kukaččím hnízdem sestry Randalla požádaly, aby mu vzaly léky, ale protože nevěděl, co jsou zač, zmiňuje, že nechce, aby mi někdo ‚proklouzl ledek‘. Poté pokračuje v napodobování pohybů masturbace s odkazem na její údajné účinky jako anafrodiziaka .
V roce 1776 John Adams požádal svou manželku Abigail, aby vyrobila ledek pro kontinentální armádu. Nakonec to dokáže výměnou za špendlíky na šití.
V epizodě „ Arena “ ze Star Treku kapitán Kirk zranil dělo pomocí rudimentárního děla, které sestrojil pomocí dusičnanu draselného jako klíčové složky střelného prachu .
V ulici 21 Jump Street předvádí Jenko, kterého hraje Channing Tatum , rýmovanou prezentaci o dusičnanu draselném pro svou hodinu chemie.
V Eating Raoul Paul najme dominu, aby se vydával za sestru a přiměl Raoula ke konzumaci ledku v zápletce, aby snížil jeho sexuální apetit po manželce.
V epizodě Simpsonovi „ El Viaje Misterioso de Nuestro Jomer (Tajemná Homerova cesta) “ je pan Burns viděn, jak do svého chilli vstupuje ledek s názvem Old Elihu's Yale-Saltpeter Chili.
Viz také
- Nitrocelulóza
- Chloristan draselný
- Niter , minerální forma dusičnanu draselného
Reference
Bibliografie
- Barnum, Dennis W. (prosinec 2003). „Nějaká historie dusičnanů“. Journal of Chemical Education . 80 (12): 1393. Bibcode : 2003JChEd..80.1393B . doi : 10,1021/ed080p1393 .
- David Cressy. Saltpeter: The Mother of Gunpowder (Oxford University Press, 2013) 237 pp online recenze Robert Tiegs
- Alan Williams. „Produkce ledku ve středověku“, Ambix , 22 (1975), s. 125–33. Maney Publishing , ISSN 0002-6980.