Калиевая селитра: свойства, получение и применение

Введение

Происхождение названия

Сначала поговорим о ее названии. Селитра — это любая соль, которая имеет кислотный остаток NO3, взятый из азотной кислоты, т.е. является нитратом. Химическая формула обсуждаемой сейчас селитры — KNO3, значит, к ее названию необходимо добавить прилагательное «калиевая». Но существуют и другие варианты его написания. В разных источниках ее могут обозвать калийной/индийской селитрой, азотнокислым калием, нитратом калия и т.п. Все эти названия будут правильными.

Свойства

Данная селитра при нормальных условиях является бесцветными кристаллами, но измельченной она напоминает белый порошок. Также она имеет ионную структуру и гексагональную или ромбическую кристаллическую решетку. Калиевая селитра слегка гигроскопична, склонна несильно слеживаться в течении некоторого времени. Также она нелетуча и не имеет запаха. Хорошо растворяется в воде, в средней степени — в жидком аммиаке, глицерине, гидразине, не растворяется в чистых эфире и этаноле (может плохо в них растворяться только при условии, что последние разбавлены водой). Из калиевой селитры при ее медленной кристаллизации могут вырастать игольчатые и очень длинные кристаллы. При температуре 400-520 оС происходит ее разложение, при котором образуются нитрит калия и кислород.

Получение

В Средних веках и Новом времени (т.е. в тот период, когда порох находился в частом употреблении) калиевую селитру добывали из селитряниц — куч, состоящих из известняковых материалов, навоза и других перегнивающих компонентов, у которых были прослойки из хвороста или соломы. Они были накрыты дерном, удерживающим образующиеся газы. Аммиак, который образовывался из-за гниения навоза, накапливался в прослойках, нитрифицировался и становился сначала азотистой, а потом азотной кислотой. Последняя при взаимодействии с известняком образовывала нитрат кальция, далее происходило его выщелачивание водой. Когда к этой смеси добавляли древесную золу, карбонат кальция, находящийся в первой, оседал. И в результате получался раствор калиевой селитры. Взаимодействие поташа и кальциевой селитры — это древнейший способ получения калиевой селитры, который является популярным до сих пор. Хотя поташ можно заменить и сульфатом калия. Калиевую селитру можно получить в лаборатории при таких реакциях:

Хлорид калия и нитрат натрия.
Нитрат аммония и хлорид калия.
Гидроксид калия и азотная кислота.
Калий и азотная кислота.
Соответствующий щелочной оксид калия (К2О) и соответствующая кислота (азотная).
Гидроксид калия и оксид азота (5).
Нитрат аммония и гидроксид калия.
Карбонат калия и азотная кислота.

Нахождение в природе

В природе калиевая селитра известна как минерал нитрокалит. Места самых крупных его залежей — Чили и Ост-Индия (вот почему калиевую селитру часто называют индийской). Натуральный нитрат калия — это азотобактерии, связанные с аммиаком, который выделяется при разложении азотистых веществ. Этой связи способствуют влага и тепло, поэтому крупнейшие месторождения калиевой селитры находятся в жарких странах. Также в очень малых количествах она присутствует в животных и растениях.

В основном ее используют как ценное удобрение для растений (фото). Также она является очень важным ингредиентом в составе дымного пороха («дымовухи», дымовой шашки). Приносит пользу эта селитра и в оптическом стекловарении, обесцвечивая и осветляя технические хрустальные стекла и придавая прочности изделиям из стекла. В пищевой промышленности эта селитра известна как консервант Е252.

Заключение

Калиевая селитра (формула KNO3) может использоваться не только в химии, но и во многих других отраслях промышленности. Она может быть как полезной, так и очень вредной для человека.

Как сделать карамельное топливо: пошаговая инструкция

Несколько десятилетий назад, когда человечество бредило освоением космоса, увлечение ракетостроением было повальным. И школьники, и взрослые мужчины с энтузиазмом конструировали в гаражах и на кухнях модели ракет из подручных материалов. Сейчас ажиотаж немного спал, но что может быть увлекательнее, чем запустить в воздух собственноручно сделанный летательный аппарат? Как же заставить ракету взлететь? Самое доступное и практичное — использовать карамельное топливо, смесь селитры и углевода.

Что потребуется

Набор составляющих не так уж велик.

1. Сахар или сорбит — сырье для карамелизации.

2. Селитра (можно использовать разную, об этом подробнее ниже).

3. Металлическая емкость — чаще всего берут обычные консервные банки, хотя предпочтительнее брать посуду с толстыми стенками — для более равномерного нагрева. Еще лучше — эмалированную или из нержавейки, чтобы не было реакции раствора с материалом посуды.

4. Электроплитка — готовить топливо на газовой плите нельзя!

5. Газета или другая бумага с хорошими впитывающими свойствами (если ваша цель — сделать не просто карамельное топливо, а карамельную бумагу). Ее также используют в двигателях ракет, пропитывая готовой «карамелькой» и высушивая (без нагрева).

6. Средства защиты: очки и перчатки.

Три способа изготовления

Сделать карамельное топливо можно по-разному. Самое легкое — просто смешать компоненты. Еще «карамельку» варят — просто или с выпариванием. При обычном смешивании топливо ссыпают в стеклянную банку и встряхивают несколько раз, затем плотно закрывают, чтобы исключить впитывание воды. При непосредственном использовании в двигателях ракет этот вид горючего надо хорошо уплотнить, иначе возможен взрыв.

Рецепт № 1

Карамельное топливо из калиевой селитры (нитрата калия) — самый лучший вариант. Ингредиенты берутся в следующих пропорциях: сахар или сорбит — 35 %; селитра — 65 %. Селитру сушат на плоской широкой сковороде про 100-150 градусах около двух часов. Затем измельчают в течение примерно 20 секунд — можно использовать ступку или кофемолку.

Рецепт № 2

Карамельное топливо из натриевой селитры. Особенности этой смеси — она более гигроскопична. Потребуется 70 % селитры, 30 % сахара и два объема воды (200 %).

Рецепт № 3

Пользоваться им не рекомендуется. Это карамельное топливо на аммиачной селитре (аммоний азотнокислый). Почему лучше обратить внимание на другие рецепты? Потому что это неустойчивое соединение, и при нагревании все что угодно может пойти не так. В результате затея, вполне вероятно, закончится пожаром!

Катализаторы

Для увеличения эффективности «карамельки» в нее добавляют различные катализаторы. Самый популярный — оксид железа. Менее известно карамельное топливо с алюминием. Внимание! Смесь алюминия с нитратами может воспламениться в присутствии воды. Особенно опасно наличие любых щелочных примесей, которые могут присутствовать в селитре, недостаточно чистой или сделанной самостоятельно. Поэтому в горючее на основе нитратов с алюминием в качестве катализатора обязательно добавление 0,5-1 % какой-нибудь слабой кислоты, причем не факт, что этого количества хватит, — все зависит от качества селитры. Борная — наилучший вариант. Щавелевая и уксусная не годятся — алюминий реагирует с ними. Если в процессе варки смесь сильно нагревается, пенится и испускает резкий запах аммиака — нужно незамедлительно снять ее с плитки и погрузить в воду.

Алюминий добавляется в калиевую «карамельку». Допустимые вариации — от 2,5 до 20 %. Разное количество дает разное изменение скорости горения топлива. Рекомендуется использовать сферический алюминий АСД-4.

Как остаться целым и здоровым

Опаснее всего готовить карамельное топливо путем плавления сахара и селитры, но зато этот вариант и самый результативный. Емкость, в которой варят «карамельку», должна быть идеально чистой — посторонние вещества могут вызвать возгорание.

Рядом не должно быть источников открытого пламени — взрывы на кухне нам ни к чему. Очень важно следить за температурой смеси — выше 180 градусов она не должна подниматься ни при каких обстоятельствах!

При размешивании лучше использовать деревянную палочку во избежание побочных реакций. Мешать следует очень тщательно, но равномерно: пузырьки воздуха в готовом топливе при использовании приводят к взрыву ракеты. При розливе этого горючего в формы также нужно следить, чтобы не было пузырьков. Работать необходимо с вытяжкой или на свежем воздухе, особенно это касается рецепта с аммиачной селитрой.

Не перемалывайте сахар и селитру в кофемолке вместе! Молоть нужно отдельно, смешивать, встряхивая, в стеклянной посуде.

Новичкам не стоит связываться с нитратом аммония: сначала попробуйте самое простое и безопасное (на основе калиевой селитры) карамельное топливо. Изготовление любого самодельного горючего должно проходить под тщательнейшим контролем качества ингредиентов, температуры, содержания влаги и с соблюдением всех мер безопасности!

Где достать ингредиенты

Селитра продается в магазинах сельскохозяйственных товаров и отделах для дачников в качестве удобрения. Сорбит — заменитель сахара для диабетиков. Продается, соответственно, в аптеке. Fe₂O₃ — оксид железа — раньше продавался под названием «железный сурик». Можно попробовать сделать его самостоятельно, изучив соответствующую литературу. Минерал гематит — этот тоже оксид железа. Алюминий продается фирмами-производителями химреактивов.

Способ приготовления калиевой селитры в домашних условиях

В последнее время калиевую селитру не сыщешь «днем с огнем» ни в одном садовом магазине, Про огонь, кстати, это не метафора, так как данное вещество является не только удобрением, а еще одним из компонентов изготовления пиротехнических средств. Не будем отчаиваться, ведь можно приготовить калиевую селитру в домашних условиях. Данный способ очень прост, и даже если вы не химик в третьем поколении, сумеете разобраться, как сделать калиевую селитру.

Подготовка к работе

В первую очередь необходимо прикупить некоторые реагенты, а именно: нитрат аммония (аммиачная селитра) и хлорид калия. Эти вещества являются удобрениями, поэтому их можно найти в магазине для сада и огорода, по цене они довольно доступны.
Хлорид калия производится двух видов, которые отличаются по цвету и цене: красный – неочищенный, белый – очищенный. Естественно, что очищенный состав будет несколько дороже, но для нашего дела подойдет и неочищенный.
С аммиачной селитрой еще проще, ее производят в виде беловатых гранул с легкой желтизной. Она отличается лишь массой расфасованного пакета: от 1 до 5 кг. Соответственно, чем больше пакет, тем дешевле себестоимость удобрения.

Когда все необходимое закуплено, можно приступить к основной части: рецепту, как сделать калиевую селитру.

Уважаемые посетители, сохраните эту статью в социальных сетях. Мы публикуем очень полезные статьи, которые помогут Вам в вашем деле. Поделитесь! Жмите!

Рецепт получения калиевой селитры

Отмеряйте 100 г хлорида калия (неочищенного) и добавьте горячей воды 300-350 гг. По возможности используйте дистиллированную воду, так вы получите более чистый продукт. Для более удобного процесса смешивания, воспользуйтесь пол-литровой стеклянной или пластиковой бутылкой. Для полного растворения хлорида — энергично встряхивайте бутылку.
Далее раствор следует отфильтровать через хлопчатобумажную ткань. Предварительно смочите ее теплой водой, так процесс пойдет быстрее. Отфильтрованная жидкость должна быть прозрачной или светло-розового окраса.
Этот раствор перелейте в эмалированную кастрюлю и подогревайте до первых признаков закипания, после этого небольшими порциями всыпьте 95 г аммиачной селитры, не забывая постоянно помешивать раствор.
Прокипятите жидкость быстром огне, около 3 минут, опять же помешивая.
По истечении назначенного времени, снимите с огня кастрюлю и оставьте ее на несколько минут, пока жидкость перестанет паровать.
Перелейте раствор в пластмассовую емкость и поставьте в прохладном месте до полного остывания. Данный процесс займет около 2-3 часов. Пластмассовая посуда хороша тем, что она плохой проводник тепла, значит, раствор будет охлаждаться постепенно. В результате вы получите поле качественный продукт
Когда вещество полностью остынет, ее следует поставить на час в холодильник.
Далее переместите емкость в морозильник на 3 часа.
Выждали положенное время? Наступил ответственный момент, вытаскивайте раствор из морозильной камеры и осторожно сливайте воду. На дне должны остаться продолговатые кристаллы калиевой селитры.
Калиевую селитру выложите на газету и оставьте для просушки в теплом месте на 3-4 дня.

И напоследок, если все работы проведены по рецепту, как сделать калиевую селитру, отличный результат вам обеспечен.

Вы когда-нибудь испытывали невыносимые боли в суставах? И Вы не понаслышке знаете, что такое:

невозможность легко и комфортно передвигаться;
дискомфорт при подъемах и спусках по лестнице;
неприятный хруст, щелканье не по собственному желанию;
боль во время или после физических упражнений;
воспаление в области суставов и припухлости;
беспричинные и порой невыносимые ноющие боли в суставах.

А теперь ответьте на вопрос: вас это устраивает? Разве такую боль можно терпеть? А сколько денег вы уже «слили» на неэффективное лечение? Правильно — пора с этим кончать! Согласны? Именно поэтому мы решили опубликовать эксклюзивное интервью с профессором Дикулем , в котором он раскрыл секреты избавления от болей в суставах, артритов и артрозов.