Kaliumnitraat
(KNO
3
), ook wel
(kali)salpeter
genoemd, is het
kaliumzout
van
salpeterzuur
. De stof komt voor als een kleurloos tot wit
kristallijn
poeder
, dat goed oplosbaar is in
water
. Derhalve wordt het in de natuur in zuivere vorm niet in grote hoeveelheden aangetroffen.
Er zijn zeer veel methoden om kaliumnitraat te bereiden:
- Reactie van kalium met salpeterzuur:
- Reactie van kaliumcarbonaat met ammoniumnitraat:
- Reactie van kaliumhydroxide met salpeterzuur:
- Reactie van kaliumhydroxide met ammoniumnitraat:
Kaliumnitraat is zeer goed oplosbaar in water: bij 0 °C lost in 1 liter water 130 gram kaliumnitraat op. Bij 100 °C is dat reeds 2,455
kilogram
. Toch is kaliumnitraat beduidend minder
hygroscopisch
dan andere
nitraten
van
alkalimetalen
.
Bij verhitting
ontleedt
kaliumnitraat in
kaliumnitriet
en
zuurstofgas
:
Het wordt gebruikt als
meststof
(bron van stikstof en kalium). Salpeter werd heel lang moeizaam gefabriceerd door het laten rotten van stikstofrijk organisch materiaal (urine, mest) waarbij bacterien stikstofverbindingen in nitraat omzetten, dat oploste en zich op muren rond de mesthopen door verdamping als een fijn wit poeder afzette. Daar kon het worden afgeschraapt en door
omkristallisatie
worden gezuiverd. Dit gebeurde bijvoorbeeld in een instelling zoals de
Salpetriere
in
Parijs
. Het daarbij benodigde
kaliumcarbonaat
werd verkregen uit houtas (
potas
). Tijdens de
Franse revolutionaire en napoleontische oorlogen
was de vraag zo groot dat ook as van
zeewier
gebruikt werd om aan de vraag naar salpeter te kunnen voldoen. Daarbij werd door
Bernard Courtois
toevallig het element
jood
ontdekt.
Later stapte men over op een ander product, namelijk
natriumnitraat
. Natriumnitraat is echter door het ontbreken van kalium niet ideaal als meststof. Daarom werd het vaak eerst omgezet in kaliumnitraat, door middel van een ander kaliumzout zoals
kaliumchloride
of
kaliumcarbonaat
. Tegenwoordig worden nitraten (kunstmest) op grote schaal bereid door het onder hoge druk en temperatuur in gasvorm te
oxideren
vanuit
ammoniak
met behulp van een
katalysator
. Hierbij ontstaat salpeterzuur, in een vervolgstap wordt met extra ammoniak
ammoniumnitraat
gevormd. Ammoniumnitraat is geschikt als meststof wegens de grote abundantie van stikstof in de verbinding.
Kaliumnitraat wordt verwerkt in
buskruit
. Kaliumnitraat wordt daartoe gemengd met
houtskool
en
zwavel
in de massaverhouding 75/15/10. Natriumnitraat en ammoniumnitraat zijn voor gebruik in buskruit te
hygroscopisch
.
Kaliumnitraat wordt in het
laboratorium
soms gebruikt om salpeterzuur te bereiden door middel van een reactie met
zwavelzuur
:
Kaliumnitraat wordt op die manier uit zijn zout verdreven: dat wil zeggen dat een
geconjugeerde base
van een sterk zuur (nitraat) als base optreedt voor een nog sterker zuur (zwavelzuur). Het gevormde salpeterzuur wordt door
destillatie
onder
vacuum
of onder atmosferische druk verwijderd. Dit is echter niet een van de eenvoudigste methoden, omdat de reactieproducten eerst nog gescheiden moeten worden. Het ontstane
kaliumwaterstofsulfaat
met name is lastig te verwijderen, aangezien de destillatie relatief veel energie kost. Deze methode is dus te duur om te gebruiken op industriele schaal.
Kaliumnitraat is een van de meest gebruikte
oxidatoren
in
vuurwerk
, omdat de stof zeer stabiel is, niet reageert met de andere chemicalien in de
sas
(zoals
zwavel
) en in staat is binnen korte tijd veel zuurstof te leveren. Nog een groot voordeel van kaliumnitraat is dat het in tegenstelling tot natriumnitraat of ammoniumnitraat niet
hygroscopisch
is. Het massapercentage zuurstof bedraagt ongeveer 47,5%, waarvan het ongeveer 33,3% afstaat bij normale
reductie
.
Kaliumnitraat wordt al sinds de Middeleeuwen toegepast als conserveermiddel in gezouten vleeswaren. Ook vandaag de dag wordt de stof hiervoor gebruikt, in de EU onder de noemer E252.
Kaliumnitraat moet gescheiden worden opgeslagen van sterke
reductors
, zoals metaalpoeders (
aluminium
,
magnesium
en
ijzer
), en oxideerbare organische verbindingen, zoals houtskool,
koolwaterstoffen
en
suikers
zoals
glucose
,
sacharose
en
dextrine
.
Kaliumnitraat is in tegenstelling tot sommige andere nitraten, zoals
bariumnitraat
[1]
, niet extreem giftig of schadelijk, maar inwendig of oraal contact moet zo veel mogelijk worden vermeden.
Bronnen, noten en/of referenties
- ↑
Van bariumnitraat wordt de schadelijkheid vooral bepaald door het barium, op zich genomen niet door het nitraat, maar het is wel een goed olosbaar bariumzout.
|