Kaliumnitrat

Kaliumnitrat er en kemisk forbindelse, der krystalliserer i en farveløs form. Det er et ionisk salt sammensat af kaliumioner (K+) og nitrationer (NO3−), hvilket gør det til et alkalimetalnitrat. Denne forbindelse kan findes naturligt som et mineral og fungerer som en nitrogenkilde.

Synonymer
Saltpeter, Saltpetre, Nitrate of potash, E252
Kemisk formel
KNO3
CAS-nummer
7757-79-1

Karakteristika

Molær vægt
101.103 g/mol
Smeltepunkt
334°C
Kogepunkt
400°C (decomposes)
Tæthed
2.109 g/cm³
Formularer
Pulver, Farveløs

Brug og anvendelser

Vigtige anvendelser

  • Eksplosiver
  • Mad konserveringsmidler
  • Oxiderende middel
  • Pyroteknik
  • Farmaceutiske produkter
  • Kosmetiske produkter
  • Macronutrience

Industrier

Kaliumnitrat

Kaliumnitrat er almindeligt kendt som salpeter. Kaliumsaltet af salpetersyre forekommer naturligt i visse tørre regioner som et mineralforekomst kaldet nitrocalit.
Den mest kendte naturlige forekomst af kaliumnitrat findes i de såkaldte nitratforekomster i regioner i Sydamerika. Kaliumnitratforekomster dannes, når mineralsalte afsættes fra rester af gamle vandområder med høje koncentrationer af natriumnitrat og kaliumnitrat.

Egenskaber ved kaliumnitrat

Kaliumnitrat er et farveløst fast stof, der findes som et krystallinsk pulver og opløses godt i vand. Ved opvarmning nedbrydes stoffet til kaliumnitrit og ilt, hvilket gør det til et egnet oxidationsmiddel ved høje temperaturer. Kaliumnitrat er et ionisk salt. Det består af kalium- og nitrationer og er derfor et alkalimetalnitrat.
I dag fremstilles kaliumnitrat syntetisk ud fra salpetersyre. Den vigtigste metode til industriel produktion af kaliumnitrat er dobbeltsaltreaktionen. Ved denne metode blandes natriumnitrat, som fremstilles fra naturlige kilder eller ved Haber-Bosch-metoden, med kaliumchlorid. Dette resulterer i dannelsen af et dobbeltsalt, som derefter adskilles yderligere. Denne reaktion fører til dannelsen af kaliumnitrat og natriumchlorid som et biprodukt.
Ridgley, Maryland, United States of America

Kaliumnitrat i landbruget

I landbruget anvendes kaliumnitrat hovedsageligt i gødning. Det leverer to vigtige næringsstoffer til planter, kalium og nitrogen i form af nitrat.
Kaliumnitrat er særlig vigtigt i frugt- og grøntsagsproduktionen, da det optimerer væksten og kvaliteten af frugt og grøntsager. I prydplanteproduktionen øger kaliumnitrat blomstringsevnen hos blomster.
Minced Meat in Butcher Paper-Photographed on Hasselblad H3D2-39mb Camera

Kaliumnitrat i fødevareindustrien

I fødevareindustrien anvendes kaliumnitrat primært som konserveringsmiddel og saltningsmiddel til kød- og pølseprodukter. I kombination med salt danner det grundlaget for saltningsprocessen, hvor nitrat reduceres til nitrit. Dette sker enten ved hjælp af naturlige mikroorganismer i kødet eller ved tilsætning af specielle kulturer.
Nitrit har flere vigtige funktioner, herunder konservering. Det har en antimikrobiel virkning og hæmmer væksten af skadelige bakterier såsom Clostridium botulinum, der forårsager botulisme. Det bidrager også til den typiske røde farve i saltet kød ved at reagere med myoglobin, et protein i kød. Sidst, men ikke mindst, giver det saltet kød sin karakteristiske smag.
Father helping toddler brush teeth in bathroom GettyImages-1838408022.jpg

Kaliumnitrat i medicinalindustrien

Kaliumnitrat bruges i medicinalindustrien, især inden for tandpleje. Det er et almindeligt ingrediens i desensibiliserende tandpastaer, der mindsker følsomme tænders følsomhed.
Kaliumnitrat blokerer smertestimuli udløst af varme, kulde, sødt eller surt, som skyldes blottede dentintubuli. Det reducerer tandnervernes følsomhed ved at hæmme nervesignalet. Kaliumnitrat fungerer også som konserveringsmiddel og pH-regulator i fremstillingen af visse farmaceutiske produkter.
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

Kaliumnitrat i kosmetikindustrien

Anvendelsen af kaliumnitrat i kosmetikindustrien er koncentreret om tand- og hudpleje, da det har en antiinflammatorisk virkning. Ud over anvendelsen i desensibiliserende tandpastaer findes kaliumnitrat i nogle produkter til generel mundpleje, såsom mundskyllevand og tandgel.
I visse hudplejeprodukter, såsom aftershave eller barberingsprodukter, anvendes kaliumnitrat til at lindre irriteret hud. På grund af dets antiinflammatoriske og antimikrobielle egenskaber anvendes det også i produkter mod acne og hudirritationer.
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.

Kaliumnitrat i vandbehandling

I vandbehandlingssegmentet fungerer kaliumnitrat som en kvælstofkilde i biologiske spildevandsrensningsanlæg, såsom rensningsanlæg, især i denitrifikation, en biologisk proces, hvor kvælstofholdige forbindelser såsom nitrat omdannes til kvælstofgas af mikroorganismer. I systemer, der mangler organisk materiale eller kvælstof, tilsættes kaliumnitrat for at forsyne mikroorganismerne med det nødvendige kvælstof til processen. I spildevandssystemer reducerer kaliumnitrat også ubehagelige lugte og korrosion forårsaget af sulfiddannelse.
Kaliumnitrat bruges til at regulere næringsstofforholdet i vandområder, der er påvirket af eutrofiering (overgødskning med overskydende næringsstoffer såsom fosfor). Et afbalanceret nitrogen-fosfor-forhold fremmer væksten af gavnlige alger og hæmmer væksten af skadelige cyanobakterier (blågrønalger), som ofte dominerer i eutrofiering. Kaliumnitrat leverer nitrogen i form af nitrat, som er mere let tilgængeligt og mindre skadeligt end ammoniak.
I visse anvendelser bruges kaliumnitrat også til regenerering af ionbyttere. Ionbytterharpikser, der bruges til at fjerne ioner såsom nitrat eller fosfat fra vand, kan regenereres med kaliumnitrat for at genoprette deres kapacitet.
Kaliumnitrat bruges i akvaristik og akvakultur til at tilføre næringsstoffer til vandplanter og forbedre vandkvaliteten.
electric car model GettyImages-155286031.jpg

Kaliumnitrat i energiindustrien

I energibranchen spiller kaliumnitrat en afgørende rolle inden for vedvarende energi, især i energilagring og i visse industrielle processer. Kaliumnitrat anvendes i koncentrerede solkraftværker (CSP) som en del af smeltede saltblandinger til lagring af termisk energi. Det anvendes også i udviklingen af højtemperaturbatterier og termiske energilagringssystemer.
Stoffet anvendes også som katalysator i processer til fremstilling af aktivt kul. Aktivt kul kan anvendes i energiindustrien til filtrering af emissioner eller rensning af gasser og væsker.
I industrielle højtemperaturprocesser, der er nødvendige til energiproduktion eller produktion af energiinfrastruktur, fungerer kaliumnitrat som varmeoverføringsmedium eller kemisk tilsætningsstof.

Yderligere anvendelsesområder for kaliumnitrat

I pyroteknik er kaliumnitrat nødvendigt som oxidationsmiddel i fremstillingen af krudt og andre pyrotekniske forbindelser. Det spiller en central rolle i tilførslen af ilt til forbrændingen af brændbare stoffer, hvilket muliggør eksplosioner og skaber farver og effekter i fyrværkeri og eksplosive anordninger. Kaliumnitrat anvendes også i fremstillingen af raketfremdrivningssystemer.
I smøremiddelindustrien anvendes det til fremstilling af højtemperatur-smøremidler (f.eks. til industrielle ovne, turbiner eller smedeværksteder). Det fjerner også rester (kulstofaflejringer) fra produktionsanlæg og aktiverer katalysatorer i regenereringsprocesser.
I dyreernæring anvendes kaliumnitrat til at reducere metanemissioner hos drøvtyggere. Det fungerer også som en kilde til kalium og nitrogen.