Калиев нитрат

Калиевият нитрат е химическо съединение, което кристализира в безцветна форма. Това е йонна сол, съставена от калиеви йони (K+) и нитратни йони (NO3−), което го прави алкален метален нитрат. Това съединение може да се намери естествено като минерал и служи като източник на азот.

Синоними
Saltpeter, Saltpetre, Nitrate of potash, E252
Химична формула
KNO3
CAS номер
7757-79-1

Характеристики

Моларно тегло
101.103 g/mol
Температура на топене
334°C
Температура на кипене
400°C (decomposes)
Плътност
2.109 g/cm³
Формуляри
Прах, Безцветни

Употреби и приложения

Основни приложения

  • Експлозиви
  • Консерванти за храна
  • Окислителен агент
  • Пиротехника
  • Фармацевтични продукти
  • Козметични продукти
  • Макронутриент

Калиев нитрат

Калиевият нитрат е по-известен като селитра. Калиевата сол на азотната киселина се среща в природата в някои сухи райони под формата на минерално находище, наречено нитрокалит.
Най-известното естествено находище на калиев нитрат се намира в т.нар. нитратни залежи в регионите на Южна Америка. Калиевите нитратни залежи се образуват, когато минерални соли се отлагат от останките на древни водни басейни, съдържащи високи концентрации на натриев нитрат и калиев нитрат.

Свойства на калиев нитрат

Калиевият нитрат е безцветно твърдо вещество, което се среща под формата на кристален прах и се разтваря добре във вода. При нагряване веществото се разлага на калиев нитрит и кислород, което го прави подходящ окислител при повишени температури. Калиевият нитрат е йонна сол. Състои се от калиеви и нитратни йони и следователно е нитрат на алкален метал.
Днес калиев нитрат се произвежда синтетично от азотна киселина. Най-важният метод за промишлено производство на калиев нитрат е реакцията на двойна сол. При този метод натриев нитрат, получен от естествени източници или по метода на Хабер-Бош, се смесва с калиев хлорид. Това води до образуването на двойна сол, която след това се разделя. Тази реакция води до образуването на калиев нитрат и натриев хлорид като страничен продукт.
Ridgley, Maryland, United States of America

Калиев нитрат в селското стопанство

В селското стопанство калиев нитрат се използва главно в торове. Той осигурява два важни хранителни елемента за растенията – калий и азот под формата на нитрат.
Калиевият нитрат е особено важен в производството на плодове и зеленчуци, тъй като оптимизира растежа и качеството на плодовете и зеленчуците. В производството на декоративни растения калиевият нитрат увеличава способността на цветята да цъфтят.
Minced Meat in Butcher Paper-Photographed on Hasselblad H3D2-39mb Camera

Калиев нитрат в хранителната промишленост

В хранителната промишленост калиев нитрат се използва предимно като консервант и средство за консервиране на месни и колбасни продукти. В комбинация със сол той образува основата за процеса на консервиране, при който нитратът се редуцира до нитрит. Това се постига или чрез естествени микроорганизми в месото, или чрез добавяне на специални култури.
Нитритът има няколко важни функции, включително консервиране. Той има антимикробно действие и потиска растежа на вредни бактерии като Clostridium botulinum, причинител на ботулизъм. Той също така допринася за типичния червен цвят на сушеното месо, като реагира с миоглобина, протеин в месото. Не на последно място, той придава на сушеното месо характерния му вкус.
Father helping toddler brush teeth in bathroom GettyImages-1838408022.jpg

Калиев нитрат във фармацевтичната промишленост

Калиевият нитрат се използва във фармацевтичната промишленост, особено в стоматологията. Той е често срещана съставка в десенсибилизиращи пасти за зъби, които намаляват чувствителността на чувствителните зъби.
Калиевият нитрат блокира болката, предизвикана от топлина, студ, сладко или кисело, която се дължи на изложени на въздействие дентинни каналчета. Той намалява чувствителността на зъбните нерви, като инхибира нервния сигнал. Калиевият нитрат действа също като консервант и регулатор на рН при производството на определени фармацевтични продукти.
Beautiful Woman in white bathrobe holds Beauty Product Soap or Cosmetic Milk or washing Foam, Moisturizing Facial Cream. Concept of home face and body self care and healthy lifestyle. Trendy pink nude manicure. Close-up. Copy space. GettyImages-1360030563.jpg

Калиев нитрат в козметичната промишленост

Използването на калиев нитрат в козметичната промишленост е насочено към грижата за зъбите и кожата, тъй като има противовъзпалително действие. Освен в пасти за зъби за десенсибилизация, калиев нитрат се съдържа и в някои продукти за обща устна хигиена, като води за уста или гелове за зъби.
В някои козметични продукти за грижа за кожата, като лосиони за след бръснене или продукти за бръснене, калиев нитрат се използва за успокояване на раздразнена кожа. Благодарение на своите противовъзпалителни и антимикробни свойства, той се използва и в продукти срещу акне и кожни раздразнения.
Water is being removed from biosolid material at a municipal waste water treatment plant. The biosolid is sludge left over from the treatment process and will be used as fertilizer on farm fields.

Калиев нитрат в пречистването на вода

В сегмента на пречистването на водата калиев нитрат действа като източник на азот в биологични пречиствателни станции за отпадъчни води, като например пречиствателни станции за канализация, особено при денитрификацията – биологичен процес, при който азотсъдържащи съединения като нитратите се превръщат в азотен газ от микроорганизми. В системи, в които липсват органични вещества или азот, калиев нитрат се добавя, за да се осигури на микроорганизмите необходимият за процеса азот. В канализационните системи калиев нитрат също така намалява неприятните миризми и корозията, причинени от образуването на сулфиди.
Калиев нитрат се използва за регулиране на съотношението на хранителните вещества във водни обекти, засегнати от еутрофикация (прекомерно торене с излишни хранителни вещества като фосфор). Балансираното съотношение между азот и фосфор спомага за растежа на полезни водорасли и възпрепятства растежа на вредни цианобактерии (синьо-зелени водорасли), които често доминират при еутрофикация. Калиев нитрат доставя азот под формата на нитрат, който е по-лесно усвоим и по-малко вреден от амоняка.
В някои приложения калиев нитрат се използва и за регенериране на йонообменници. Йонообменните смоли, които се използват за отстраняване на йони като нитрати или фосфати от водата, могат да бъдат регенерирани с калиев нитрат, за да се възстанови капацитетът им.
Калиевият нитрат се използва в аквариумистиката и аквакултурите за осигуряване на хранителни вещества за водните растения и подобряване на качеството на водата.
electric car model GettyImages-155286031.jpg

Калиев нитрат в енергийната промишленост

В енергийната промишленост калиев нитрат играе ключова роля в производството на възобновяема енергия, особено в съхранението на енергия и в определени промишлени процеси. Калиев нитрат се използва в концентрационни слънчеви електроцентрали (CSP) като част от смеси от разтопени соли за съхранение на топлинна енергия. Използва се също така в разработването на батерии за високи температури и системи за съхранение на топлинна енергия.
Веществото се използва и като катализатор в процеси за производство на активен въглен. Активният въглен може да се използва в енергийната промишленост за филтриране на емисии или пречистване на газове и течности.
В промишлени високотемпературни процеси, необходими за производството на енергия или за производството на енергийна инфраструктура, калиев нитрат действа като средство за пренос на топлина или химическа добавка.

Допълнителни области на приложение на калиев нитрат

В пиротехниката калиев нитрат се използва като окислител при производството на барут и други пиротехнически съединения. Той играе централна роля в осигуряването на кислород за изгарянето на запалими вещества, като позволява експлозии и създаването на цветове и ефекти във фойерверки и взривни устройства. Калиев нитрат се използва и в производството на ракетни двигателни системи.
В производството на смазочни материали се използва за производството на високотемпературни смазочни материали (например за промишлени пещи, турбини или ковашки цехове). Освен това премахва остатъци (въглеродни отлагания) от производствени съоръжения и активира катализатори в процесите на регенерация.
В храненето на животни калиев нитрат се използва за намаляване на емисиите на метан при преживни животни. Той действа и като източник на калий и азот.