硝酸鉀
| 硝酸鉀 |
|
中文名稱： 硝酸鉀 英文名稱 potassium nitrate 別稱： 硝石、鹽硝、火硝 化學式 KNO3 相對分子量 101.10 熔點 334℃ 水溶性pH 室溫下為7 相對密度 2.109(水=1) 外觀 無色透明顆粒或白色粉末 應用 製造、火藥、火柴、醫藥，玻璃 安全性描述 氧化劑有害刺激 危險性符號 S7 S17 S26 S36 S24/25 危險性描述： R8 R22 R36/37/38 危險品運輸編號： UN 1486 5.1/PG 3 |
硝酸鉀 ，是指鉀的硝酸鹽，組分可看作含氮13.8%、氧化鉀46.6%。俗稱火硝或土硝。相對分子質量為101.10。為無色透明斜方晶體或菱形晶體或白色粉末，無臭、無毒，有鹹味和清涼感。在空氣中吸濕微小，不易結塊。相對密度為2.019（16°C），熔點為334°C，易溶於水，溶解度隨溫度升高而迅速增大。能溶於液氨和甘油，不溶於無水乙醇和乙醚。硝酸鉀是一種無氯氮鉀復肥，具有高溶解性，其有效成分氮和鉀均能迅速被作物吸收，無化學物質殘留。用作肥料，宜施於蔬菜、水果和花卉，及一些氯敏感作物（如馬鈴薯、草莓、豆類、洋白菜、萵苣、花生、胡蘿蔔、洋蔥、藍莓、煙草、杏、柚子和鱷梨等）。硝酸鉀是強氧化劑，與有機物接觸能引起燃燒和爆炸。因此，硝酸鉀應儲於陰涼乾燥處，遠離火種、熱源。切忌與還原劑、酸類、易（可）燃物、金屬粉末共儲混運。
硝酸鉀在農業市場用途十分廣泛，硝酸鉀屬於二元複合肥。硝酸鉀是無氯鉀、氮複合肥料，植物營養素鉀、氮的總含量可達50%左右，具有良好的物理化學性質。硝酸鉀施用於煙草具有肥效高，易吸收，促進幼苗早發，增加煙草產量，對提高煙草品質有着重要作用。可與鹽酸反應
目錄
生產簡史
世界硝酸鉀70%用於農業,以色列和美國產量最大，約占世界總 量的四分之三，智利居第三位。1995年世界硝酸鉀總能力約90萬噸年，其中直接法的產量約占75%，中國硝酸鉀現有生產能力約6萬噸年，在建能力亦為6萬噸年，其中約80%硝酸鉀用於工業部門。
理化性質
物理性質
性狀：無色透明稜柱狀或白色顆粒或結晶性粉末。味辛辣而咸有涼感。微潮 解，潮解性比硝酸鈉小。
溶解性：易溶於水，不溶於無水乙醇、乙醚。溶於水時吸熱，溶液溫度降低。[1]
化學性質
1.可參與氧化還原反應：
S +2KNO3+3C ==== K2S +N2↑ +3CO2↑ （黑火藥反應） 注意該反應硫和硝酸鉀是氧化劑。
2.酸性環境下具有氧化性：
6FeSO4+2KNO3（濃）+4H2SO4==== K2SO4+3Fe2（SO4）3+2NO↑ +4H2O
3.加熱分解生成氧氣：
2KNO3=加熱=2KNO2+O2↑
4.該品與有機物、磷、硫接觸或撞擊加熱能引起燃燒和爆炸。具刺激性。
5.鑑別方法：
按OT-42方法測定。
鉀鑑別試驗（1T-27）呈陽性（用10%試樣液）。
硝酸鹽鑑別試驗（IT-23）呈陽性（用10%試樣液）。
6.含量分析：
精確稱取試樣約0.4g（預經105℃乾燥4h），溶入盛於500ml圓底燒瓶中的300ml水中。加德瓦達合金粉3g和40%氫氧化鈉溶液15ml後，將防濺球和冷凝器與燒瓶連接。在受器中放0.1mol/L硫酸50ml，靜置2h，蒸餾，至餾出液250ml，用0.1mol/L氫氧化鈉滴定過量硫酸，用3滴甲基紅-亞甲藍試液（TS-150）作為指示劑。同時進行空白試驗，並作必要修正。每毫升0.1mol/L硫酸相當於硝酸鉀（KNO₃）10.11mg。
毒理資料
急性毒性： LD50：3750 mg/kg（大鼠經口）
其它有害作用： 該物質對環境可能有危害，在地下水中有蓄積作用。 [2]
應用領域
1、用作分析試劑和氧化劑，也用於鉀鹽的合成和配製炸藥。
2、在食品工業用作發色劑，護色劑，抗微生物劑，防腐劑，如用於醃肉，在午餐肉中起防腐作用。
3、是製造黑色火藥，如礦山火藥、引火線、爆竹等的原料。也用於焰火以產生紫色火花。機械熱處理作淬火的鹽浴。陶瓷工業用於製造瓷釉彩藥。用作玻璃澄清劑。用於製造汽車燈玻殼、光學玻璃顯像管玻殼等。醫藥工業用於生產青黴素鉀鹽，利福平等藥物。用於制捲菸紙。用作催化劑。選礦劑。用作農作物和花卉的複合肥料。
4、硝酸鉀也是中國允許使用的發色劑。中國規定可用於肉類製品，最大使用量0.5g/kg，殘留量不得超過0.03g/kg。
6、工業硝酸鉀還廣泛應用於強化玻璃製作工藝。
合成法
用氫氧化鉀或碳酸鉀中和硝酸，經蒸髮結晶製得硝酸鉀；或用氫氧化鉀或碳酸鉀溶液吸收硝酸生產中的尾氣並加工製得硝酸鉀。
溶劑萃取法
在5～10°C，氯化鉀溶於濃度60%～70%硝酸中，用有機溶劑萃取，分離得硝酸鉀和鹽酸。[4]
複分解法
硝酸鈉與氯化鉀經複分解反應得硝酸鉀和氯化鈉。利用它們的在不同溫度下的溶解度不同可將其分離。此法工業上應用較多，是工業硝酸鉀主要的生產方式。先把硝酸鈉溶於熱水中，在攪拌下按硝酸鈉：氯化鉀=100:85的配料比逐漸加入氯化鉀，經蒸發濃縮，當溫度為119℃時，氯化鈉結晶析出，將溶液和晶體進行熱過濾，得到大量氯化鈉晶體，再將分離氯化鈉後的母液緩慢冷卻，硝酸鉀即結晶析出。經抽濾、洗滌和乾燥即得粗產品（純度≥85%），再經重結晶可得純品和高純品。
離子交換法
將硝銨液與氯化鉀液分別通過陽離子交換樹脂床層。可分別生產出硝酸鉀和氯化銨兩種產品。此法工業上應用較多，是工業硝酸鉀主要的生產方式之一。
硝土製取法：硝酸鉀俗稱火硝或土硝。它是黑火藥的重要原料和複合化肥。製取硝酸鉀可以用硝土和草木灰作原料。土壤里的有機物腐敗後，經亞硝酸細菌和硝酸細菌的作用，生成硝酸。硝酸根與土壤里的鉀、鈉、鎂等離子結合，形成硝酸鹽。硝土中的硝酸鹽就是這樣來的。硝土一般存在於廁所、豬、牛欄屋，庭院的老牆腳，崖邊，岩洞以及不易被雨水沖洗的地面。硝土潮濕，不易曬乾，經太陽曝曬後略變紫紅色。好的硝土放在灼紅的木炭上會爆出火花。
從硝土中提取硝酸鉀，主要原理是利用草木灰中的鉀離子取代硝土中的鈉離子，從而生成硝酸鉀。另外，草木灰里的碳酸根離子和硫酸根離子跟硝土裡的鈣、鎂離子結合，生成難溶性的鹽而沉澱，從而去掉鈣、鎂等雜質。主要反應式是
Ca（NO₃）₂+K₂SO₄=2KNO₃+CaSO₄↓
Ca（NO₃）₂+K₂CO₃=2KNO₃+CaCO₃↓
Mg（NO₃）₂+K₂CO₃=2KNO₃+MgCO₃↓
硝土自身也含硝酸鉀，最後利用各種鹽溶解度的差異，控制溫度和濃度，使硝酸鉀從混合液中結晶出來。
操作處置
操作注意事項： 密閉操作，加強通風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴頭罩型電動送風過濾式防塵呼吸器，穿聚乙烯防毒服，戴氯丁橡膠手套。遠離火種、熱源，工作場所嚴禁吸煙。遠離易燃、可燃物。避免產生粉塵。避免與還原劑、酸類、活性金屬粉末接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存注意事項： 儲存於陰涼、乾燥、通風良好的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不超過30℃，相對濕度不超過80%。應與還原劑、酸類、易（可）燃物、活性金屬粉末分開存放，切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。
防護措施
工程控制： 生產過程密閉，加強通風。提供安全淋浴和洗眼設備。
呼吸系統防護： 可能接觸其粉塵時，建議佩戴頭罩型電動送風過濾式防塵呼吸器。
眼睛防護： 呼吸系統防護中已作防護。
身體防護： 穿聚乙烯防毒服。
手防護： 戴氯丁橡膠手套。
其他防護： 工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作完畢，淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。
注意事項
使用限量
FAO/WHO(1984，mg/kg):熟洋火腿、熟豬前腿肉，500;一般乾酪50(單用或與硝酸鈉合用量)。
《食品添加劑使用衛生標準》(GB2760-2007):肉製品0.50g/kg。備註:以亞硝酸鈉(鉀)計，殘留量≤30mg/kg。
毒害物質數據:7757-79-1(Hazardous Substances Data)。
健康危害
吸入該品粉塵對呼吸道有刺激性，高濃度吸入可引起肺水腫。大量接觸可引起高鐵血紅蛋白血症，影響血液攜氧能力，出現頭痛、頭暈、紫紺、噁心、嘔吐。重者引起呼吸紊亂、虛脫，甚至死亡。口服引起劇烈腹痛、嘔吐、血便、休克、全身抽搐、昏迷，甚至死亡。對皮膚和眼睛有強烈刺激性，甚至造成灼傷。皮膚反覆接觸引起皮膚乾燥、皸裂和皮疹。
急救措施
皮膚接觸: 立即脫去污染的衣着，用大量流動清水沖洗至少15分鐘就醫。
眼睛接觸: 立即提起眼瞼，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘就醫。
吸入: 迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸就醫。
消防措施
危險特性: 強氧化劑。遇可燃物着火時，能助長火勢。與有機物、還原劑、易燃物如硫、磷等接觸或混合時有引起燃燒爆炸的危險。燃燒分解時， 放出有毒的氮氧化物氣體。受熱分解，放出氧氣。
有害燃燒產物: 氮氧化物，亞硝酸鹽粉塵。
滅火方法: 消防人員須佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上風向滅火。霧狀水、砂土。切勿將水流直接射至熔融物，以免引起嚴重的流淌火災或引起劇烈的沸濺。
應急處理
應急處理: 隔離泄漏污染區，限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具(全面罩)，穿防毒服。不要直接接觸泄漏物。勿使泄漏物與有機物、還原劑、易燃物接觸。
小量泄漏:用大量水沖洗，洗水稀釋後放入廢水系統。大量泄漏:用塑料布、帆布覆蓋。然後收集回收或運至廢物處理場所處置。
相關視頻
海藻硝酸鉀在玫瑰香葡萄上的應用效果回訪1