Kaliumnitraat (KNO3), ook wel(kali)salpeter genoemd, is hetkaliumzout vansalpeterzuur. De stof komt voor als een kleurloos tot witkristallijnpoeder, dat goed oplosbaar is inwater. 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:
![{\displaystyle {2\,\mathrm {K} {}+{}2\,\mathrm {HNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {KNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](/image.pl?url=https%3a%2f%2fwikimedia.org%2fapi%2frest_v1%2fmedia%2fmath%2frender%2fsvg%2f988361691f35652211860c4b426938ab35d39a4b&f=jpg&w=240)
![{\displaystyle {\mathrm {KCl} {}+{}\mathrm {NaNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {KNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {NaCl} }}](/image.pl?url=https%3a%2f%2fwikimedia.org%2fapi%2frest_v1%2fmedia%2fmath%2frender%2fsvg%2f05d31e72c49296087548477ccbe5eba121cd7b55&f=jpg&w=240)
![{\displaystyle {\mathrm {KCl} {}+{}\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\mathrm {NO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {KNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\mathrm {Cl} }}](/image.pl?url=https%3a%2f%2fwikimedia.org%2fapi%2frest_v1%2fmedia%2fmath%2frender%2fsvg%2f1188f6fa67f3289451215b3df428c576d66dbe8f&f=jpg&w=240)
![{\displaystyle {\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}2\,\mathrm {HNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {KNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}+{}\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](/image.pl?url=https%3a%2f%2fwikimedia.org%2fapi%2frest_v1%2fmedia%2fmath%2frender%2fsvg%2fc26a9f12fb272e66974e91e4d6683eac604299c4&f=jpg&w=240)
- Reactie van kaliumcarbonaat met ammoniumnitraat:
![{\displaystyle {\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}2\,\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\mathrm {NO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {KNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}(\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}){\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {CO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}}}](/image.pl?url=https%3a%2f%2fwikimedia.org%2fapi%2frest_v1%2fmedia%2fmath%2frender%2fsvg%2fa0b497d22c71aeaf7da02453ceebec23cf612bfe&f=jpg&w=240)
![{\displaystyle {2\,\mathrm {KOH} {}+{}\mathrm {N} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{5}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {KNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](/image.pl?url=https%3a%2f%2fwikimedia.org%2fapi%2frest_v1%2fmedia%2fmath%2frender%2fsvg%2f75e7786ebc0df0306343d642dbba603fe536e6d9&f=jpg&w=240)
- Reactie van kaliumhydroxide met salpeterzuur:
![{\displaystyle {\mathrm {KOH} {}+{}\mathrm {HNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {KNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](/image.pl?url=https%3a%2f%2fwikimedia.org%2fapi%2frest_v1%2fmedia%2fmath%2frender%2fsvg%2fac46a8786843b8843f3892602edd503469d87f16&f=jpg&w=240)
- Reactie van kaliumhydroxide met ammoniumnitraat:
![{\displaystyle {\mathrm {KOH} {}+{}\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}\mathrm {NO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {KNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](/image.pl?url=https%3a%2f%2fwikimedia.org%2fapi%2frest_v1%2fmedia%2fmath%2frender%2fsvg%2f5ba15196224d0b1b3701b5f2aed488b3df567307&f=jpg&w=240)
![{\displaystyle {\mathrm {K} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}+{}2\,\mathrm {HNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}2\,\mathrm {KNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} }}](/image.pl?url=https%3a%2f%2fwikimedia.org%2fapi%2frest_v1%2fmedia%2fmath%2frender%2fsvg%2f45fe6c1db20032415e222b90792fd6dd3484ee12&f=jpg&w=240)
![{\displaystyle {\mathrm {KI} {}+{}\mathrm {AgNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {KNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {AgI} }}](/image.pl?url=https%3a%2f%2fwikimedia.org%2fapi%2frest_v1%2fmedia%2fmath%2frender%2fsvg%2f7659aab23947ddf3193eb487dd874b17c91fa702&f=jpg&w=240)
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 2,455kilogram. Toch is kaliumnitraat beduidend minderhygroscopisch dan anderenitraten vanalkalimetalen.
Bij verhittingontleedt kaliumnitraat inkaliumnitriet enzuurstofgas:
![{\displaystyle {2\,\mathrm {KNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}\mathrel {\xrightarrow {\mathrm {\Delta T} } } {}2\,\mathrm {KNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{}+{}\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}](/image.pl?url=https%3a%2f%2fwikimedia.org%2fapi%2frest_v1%2fmedia%2fmath%2frender%2fsvg%2fbc972556b09f251236ede415ffb276849a726877&f=jpg&w=240)
Het wordt gebruikt alsmeststof (bron van stikstof en kalium). Salpeter werd heel lang moeizaam gefabriceerd door het laten rotten van stikstofrijk organisch materiaal (urine, mest) waarbij bacteriën 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 dooromkristallisatie worden gezuiverd. Dit gebeurde bijvoorbeeld in een instelling zoals deSalpêtrière inParijs. Het daarbij benodigdekaliumcarbonaat werd verkregen uit houtas (potas). Tijdens deFranse revolutionaire en napoleontische oorlogen was de vraag zo groot dat ook as vanzeewier gebruikt werd om aan de vraag naar salpeter te kunnen voldoen. Daarbij werd doorBernard Courtois toevallig het elementjood ontdekt.
Later stapte men over op een ander product, namelijknatriumnitraat. 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 zoalskaliumchloride ofkaliumcarbonaat. Tegenwoordig worden nitraten (kunstmest) op grote schaal bereid door het onder hoge druk en temperatuur in gasvorm teoxideren vanuitammoniak met behulp van eenkatalysator. Hierbij ontstaat salpeterzuur, in een vervolgstap wordt met extra ammoniakammoniumnitraat gevormd. Ammoniumnitraat is geschikt als meststof wegens de grote abundantie van stikstof in de verbinding.
Kaliumnitraat wordt verwerkt inbuskruit. Kaliumnitraat wordt daartoe gemengd methoutskool enzwavel in de massaverhouding 75/15/10. Natriumnitraat en ammoniumnitraat zijn voor gebruik in buskruit tehygroscopisch.
Kaliumnitraat wordt in hetlaboratorium soms gebruikt om salpeterzuur te bereiden door middel van een reactie metzwavelzuur:
![{\displaystyle {\mathrm {KNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {SO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}{}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {HNO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{3}}{}+{}\mathrm {KHSO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}}}](/image.pl?url=https%3a%2f%2fwikimedia.org%2fapi%2frest_v1%2fmedia%2fmath%2frender%2fsvg%2f64fa68b6d60da398f2b6a59b7dff25d2e4bca327&f=jpg&w=240)
Kaliumnitraat wordt op die manier uit zijn zout verdreven: dat wil zeggen dat eengeconjugeerde base van een sterk zuur (nitraat) als base optreedt voor een nog sterker zuur (zwavelzuur). Het gevormde salpeterzuur wordt doordestillatie ondervacuüm of onder atmosferische druk verwijderd. Dit is echter niet een van de eenvoudigste methoden, omdat de reactieproducten eerst nog gescheiden moeten worden. Het ontstanekaliumwaterstofsulfaat met name is lastig te verwijderen, aangezien de destillatie relatief veel energie kost. Deze methode is dus te duur om te gebruiken op industriële schaal.
Kaliumnitraat is een van de meest gebruikteoxidatoren invuurwerk, omdat de stof zeer stabiel is, niet reageert met de andere chemicaliën in desas (zoalszwavel) 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 niethygroscopisch is. Het massapercentage zuurstof bedraagt ongeveer 47,5%, waarvan het ongeveer 33,3% afstaat bij normalereductie.
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 sterkereductors, zoals metaalpoeders (aluminium,magnesium enijzer), en oxideerbare organische verbindingen, zoals houtskool,koolwaterstoffen ensuikers zoalsglucose,sacharose endextrine.
Kaliumnitraat is in tegenstelling tot sommige andere nitraten, zoalsbariumnitraat[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 oplosbaar bariumzout.
