Kaliumnitraat

Kaliumnitraat is een chemische verbinding die kristalliseert in een kleurloze vorm. Het is een ionisch zout dat bestaat uit kaliumionen (k+) en nitraationen (NO3−), waardoor het een alkalimetaalnitraat is. Deze verbinding kan op natuurlijke wijze worden gevonden als een mineraal en dient als stikstofbron.

Synoniemen
Saltpeter, Saltpetre, Nitrate of potash, E252
Chemische formule
KNO3
CAS-nummer
7757-79-1

Kenmerken

Molair gewicht
101.103 g/mol
Smeltpunt
334°C
Kookpunt
400°C (decomposes)
Dichtheid
2.109 g/cm³
Formulieren
Poeder, Kleurloos

Gebruik en toepassingen

Belangrijkste toepassingen

  • Explosieven
  • Conserveringsmiddelen
  • Oxidatiemiddel
  • Pyrotechniek
  • Geneesmiddelen
  • Cosmeticaproducten
  • Macronutriënten

Kaliumnitraat

Kaliumnitraat is algemeen bekend als salpeter. Het kaliumzout van salpeterzuur komt van nature voor in bepaalde droge gebieden als een minerale afzetting die nitrocaliet wordt genoemd.
De bekendste natuurlijke bron van kaliumnitraat is te vinden in de zogenaamde nitraatafzettingen in delen van Zuid-Amerika. Kaliumnitraatafzettingen ontstaan wanneer minerale zouten worden afgezet uit de resten van oude watermassa's met hoge concentraties natriumnitraat en kaliumnitraat.

Eigenschappen van kaliumnitraat

Kaliumnitraat is een kleurloze vaste stof die voorkomt als kristallijn poeder en goed oplost in water. Bij verhitting ontleedt de stof in kaliumnitriet en zuurstof, waardoor het bij hoge temperaturen een geschikt oxidatiemiddel is. Kaliumnitraat is een ionisch zout. Het bestaat uit kalium- en nitraationen en is daarom een nitraat van een alkalimetaal.
Tegenwoordig wordt kaliumnitraat synthetisch geproduceerd uit salpeterzuur. De belangrijkste methode voor de industriële productie van kaliumnitraat is de dubbele zoutreactie. Bij deze methode wordt natriumnitraat, dat uit natuurlijke bronnen of via de Haber-Bosch-methode wordt verkregen, gemengd met kaliumchloride. Hierdoor ontstaat een dubbel zout, dat vervolgens verder wordt gescheiden. Deze reactie leidt tot de vorming van kaliumnitraat en natriumchloride als bijproduct.
Ridgley, Maryland, United States of America

Kaliumnitraat in de landbouw

In de landbouw wordt kaliumnitraat voornamelijk gebruikt in meststoffen. Het levert twee belangrijke voedingsstoffen voor planten, kalium en stikstof in de vorm van nitraat.
Kaliumnitraat is vooral belangrijk in de groente- en fruitteelt, omdat het de groei en kwaliteit van groenten en fruit optimaliseert. In de sierplantenteelt verhoogt kaliumnitraat het bloeivermogen van bloemen.
Minced Meat in Butcher Paper-Photographed on Hasselblad H3D2-39mb Camera

Kaliumnitraat in de voedingsindustrie

In de voedingsindustrie wordt kaliumnitraat voornamelijk gebruikt als conserveermiddel en looimiddel voor vlees- en worstproducten. In combinatie met zout vormt het de basis voor het looiproces, waarbij nitraat wordt omgezet in nitriet. Dit gebeurt ofwel door natuurlijke micro-organismen in het vlees, ofwel door toevoeging van speciale culturen.
Nitriet heeft verschillende belangrijke functies, waaronder conservering. Het heeft een antimicrobiële werking en remt de groei van schadelijke bacteriën zoals Clostridium botulinum, de veroorzaker van botulisme. Het draagt ook bij aan de typische rode kleur van gezouten vlees door een reactie met myoglobine, een eiwit in vlees. Last but not least geeft het gezouten vlees zijn karakteristieke smaak.
Father helping toddler brush teeth in bathroom GettyImages-1838408022.jpg

Kaliumnitraat in de farmaceutische industrie

Kaliumnitraat wordt gebruikt in de farmaceutische industrie, met name in de tandheelkunde. Het is een veelgebruikt ingrediënt in desensibiliserende tandpasta's die de gevoeligheid van gevoelige tanden verminderen.
Kaliumnitraat blokkeert de pijnprikkels die worden veroorzaakt door warmte, kou, zoet of zuur en die worden veroorzaakt door blootliggende dentinekanaaltjes. Het vermindert de gevoeligheid van de tandzenuwen door het zenuwsignaal te remmen. Kaliumnitraat werkt ook als conserveermiddel en pH-regulator bij de vervaardiging van bepaalde farmaceutische producten.
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

Kaliumnitraat in de cosmetica-industrie

Het gebruik van kaliumnitraat in de cosmetica-industrie is gericht op tand- en huidverzorging, omdat het een ontstekingsremmende werking heeft. Naast het gebruik in desensibiliserende tandpasta's zit kaliumnitraat ook in sommige producten voor algemene mondverzorging, zoals mondwater of tandgels.
In bepaalde huidverzorgingsformules, zoals aftershave of scheerproducten, wordt kaliumnitraat gebruikt om de geïrriteerde huid te kalmeren. Vanwege zijn ontstekingsremmende en antimicrobiële eigenschappen wordt het ook gebruikt in producten tegen acne en huidirritaties.
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.

Kaliumnitraat in waterbehandeling

In de waterzuiveringssector fungeert kaliumnitraat als stikstofbron in biologische afvalwaterzuiveringsinstallaties, zoals rioolwaterzuiveringsinstallaties, met name bij denitrificatie, een biologisch proces waarbij stikstofhoudende verbindingen zoals nitraat door micro-organismen worden omgezet in stikstofgas. In systemen zonder organische stoffen of stikstof wordt kaliumnitraat toegevoegd om de micro-organismen van de nodige stikstof voor het proces te voorzien. In afvalwatersystemen vermindert kaliumnitraat ook onaangename geuren en corrosie als gevolg van sulfidevorming.
Kaliumnitraat wordt gebruikt om de nutriëntenverhouding in wateren te reguleren die zijn aangetast door eutrofiëring (overbemesting door een teveel aan nutriënten zoals fosfor). Een evenwichtige stikstof-fosforverhouding bevordert de groei van nuttige algen en remt de groei van schadelijke cyanobacteriën (blauwalgen), die vaak de overhand hebben bij eutrofiëring. Kaliumnitraat levert stikstof in de vorm van nitraat, dat beter beschikbaar en minder schadelijk is dan ammoniak.
In bepaalde toepassingen wordt kaliumnitraat ook gebruikt voor de regeneratie van ionenwisselaars. Ionenwisselende harsen, die worden gebruikt om ionen zoals nitraat of fosfaat uit water te verwijderen, kunnen met kaliumnitraat worden geregenereerd om hun capaciteit te herstellen.
Kaliumnitraat wordt gebruikt in de aquaristiek en aquacultuur om waterplanten van voedingsstoffen te voorzien en de waterkwaliteit te verbeteren.
electric car model GettyImages-155286031.jpg

Kaliumnitraat in de energiesector

In de energiesector speelt kaliumnitraat een cruciale rol in hernieuwbare energie, met name in energieopslag en in bepaalde industriële processen. Kaliumnitraat wordt gebruikt in concentrerende zonne-energiecentrales (CSP) als onderdeel van gesmolten zoutmengsels om thermische energie op te slaan. Het wordt ook gebruikt bij de ontwikkeling van hogetemperatuurbatterijen en thermische energieopslagsystemen.
De stof wordt ook gebruikt als katalysator in processen voor de productie van actieve kool. Actieve kool kan in de energiesector worden gebruikt om emissies te filteren of gassen en vloeistoffen te zuiveren.
In industriële processen waarbij hoge temperaturen nodig zijn voor energieopwekking of de productie van energie-infrastructuur, fungeert kaliumnitraat als warmteoverdrachtsmedium of chemische toevoeging.

Andere toepassingsgebieden voor kaliumnitraat

In de pyrotechniek is kaliumnitraat nodig als oxidatiemiddel bij de productie van buskruit en andere pyrotechnische verbindingen. Het speelt een centrale rol bij het leveren van zuurstof voor de verbranding van brandbare stoffen, waardoor explosies en het creëren van kleuren en effecten in vuurwerk en explosieven mogelijk worden. Kaliumnitraat wordt ook gebruikt bij de productie van raketvoortstuwingssystemen.
In de smeermiddelenindustrie wordt het gebruikt bij de productie van smeermiddelen voor hoge temperaturen (bijvoorbeeld voor industriële ovens, turbines of smederijen). Het verwijdert ook resten (koolstofafzettingen) uit productie-installaties en activeert katalysatoren in regeneratieprocessen.
In diervoeding wordt kaliumnitraat gebruikt om de methaanuitstoot bij herkauwers te verminderen. Het dient ook als bron van kalium en stikstof.