Kako dobiti nitrat iz dušika. Nitrati, njihova proizvodnja i svojstva

Nitrat je naziv za nitratne soli (nitrate) amonija, natrija, kalcija i kalija. Uglavnom se koriste u poljoprivreda, kao mineralna gnojiva, i in industrijska proizvodnja pirotehničkih proizvoda i eksploziva.

Kalijev nitrat smatra se vrlo vrijednim gnojivom, jer istovremeno sadrži dvije tvari važne za život biljaka - dušik i kalij. Ali, u isto vrijeme, kalijev nitrat je osnova crnog baruta i jednostavno je nezamjenjiv u proizvodnji raznih pirotehničkih sredstava. Međutim, eksperimenti domaćih majstora za stvaranje raketa, dimnih bombi i drugih "eksploziva" često završavaju vrlo katastrofalno. Stoga prodaja kalijeva salitra nedavno je ograničen, a s početkom proljeća ljetni stanovnici sve su više prisiljeni razmišljati o tome kako sami napraviti salitru. Naši savjeti namijenjeni su vrtlarima amaterima koji kalijev nitrat koriste isključivo u miroljubive svrhe.

Kako napraviti kalijev nitrat

  1. Kupite kalijev karbonat, također poznat kao potaša, i amonijev nitrat u trgovini željezom.
  2. Otopite ih zasebno u toploj vodi, po mogućnosti destiliranoj. Koristite jednake masene dijelove reagensa. Pomiješajte obje otopine u nepotrebnoj posudi, ulijevajući otopinu potaše u otopinu amonijevog nitrata.
  3. Posudu stavite na laganu vatru. Posuda mora biti dovoljno velika jer se tijekom reakcije smjesa pjeni i povećava volumen. Smjesu redovito miješajte. Uskoro će se iz njega početi oslobađati plin amonijak s oštrim karakterističnim mirisom - to znači da je reakcija započela. Zbog oštrog mirisa plina, bolje je provesti proces na otvorenom ili u zatvorenom prostoru s dobrom ventilacijom.
  4. Nakon što prestane razvijanje plina, maknite posudu s vatre i ostavite na hladnom mjestu jedan dan. Nakon toga se na dnu stvaraju veliki igličasti kristali kalijevog nitrata, koji se mogu ukloniti samo ispuštanjem tekućine i sušenjem.

Amonijev nitrat jedno je od najčešćih gnojiva, primjenjuje se kod sjetve gotovo svih poljoprivrednih kultura, kako žitarica tako i povrća, a koristi se i kao prihrana odraslih biljaka. U rudarstvu se amonijev nitrat široko koristi kao glavna komponenta jakih eksploziva - amonala, amonita ili amotola. Amonijev nitrat prodaje se u svim trgovinama hardvera u odjelima "Gnojiva", gdje se lako može kupiti. Izrada amonijevog nitrata u zanatskim uvjetima izuzetno je opasna i potpuno neisplativa! Možete ga pokušati sami sintetizirati samo u malim dozama, poštujući sva sigurnosna pravila, u obrazovne svrhe.

Kako napraviti amonijev nitrat

    1. U trgovini hardvera morate kupiti: amonijak, bakar sulfat, kalcijev nitrat.
    2. Pomiješajte amonijak s bakrenim sulfatom dok ne dobijete plavu otopinu. Kao rezultat reakcije supstitucije dobivamo taloženje bakrenog hidroksida i ostatak amonijevog sulfata u otopini.
    3. Ocijedite otopinu amonijevog sulfata iz sedimenta i pomiješajte je s kalcijevim nitratom. Kao rezultat, dobivamo kalcijev sulfat u obliku taloga i otopine koja sadrži naš amonijev nitrat.

Opisali smo glavne metode dobivanja salitre, a na vama je da odlučite što se može napraviti od salitre proizvedene kod kuće.

Uvod

Malo je vjerojatno da je itko od vas čuo nešto o natrijevom nitratu. Njegovo se ime često spominje u školi, a kamoli u industriji. Ali samo ime! Što se još zna o natrijevom nitratu? O tome ćemo govoriti u današnjem članku.

Definicija

Natrijev nitrat (formula NaNO3) je natrijeva sol dušična kiselina. Može se zvati "natrij nitrat" ​​ili "natrij/natrij/čile nitrat".

Svojstva

Natrijev nitrat predstavljen je bezbojnim dugim kristalima s romboedarskim ili trigonalnim kristalna rešetka. Okus im je vrlo slan. Različito se otapaju u različitim tvarima, ali natrijev nitrat najbolje se "topi" u vodi. Na temperaturi od 380 o C ovaj se spoj raspada na natrijev nitrat i kisik. Reakcija izgleda ovako: 2NaNO 3 => 2NaNO 2 + O 2. Također, natrijev nitrat može ući u reakcije izmjene, čiji je drugi reagens soli alkalijski metali. Jedan od proizvoda uvijek će biti nitrat s vrijednošću topljivosti koja će biti mnogo niža od vrijednosti tvari o kojoj se sada raspravlja. Na primjer, kada natrijev nitrat reagira s kalijevim kloridom, nastaju kalijev nitrat i kuhinjska sol (natrijev klorid). U talini, nitrat o kojem se raspravlja pokazuje jaka oksidacijska svojstva, au otopini - restorativna svojstva. Kada se raspadne, oslobađa se kisik i zbog toga ovaj spoj može reagirati s nemetalima.

Priznanica

Ovaj nitrat se može dobiti na nekoliko načina:

Reakcija dušične kiseline s metalnim ili natrijevim oksidom

Kada se dušičnoj kiselini doda čisti natrij, dolazi do reakcije neutralizacije. Njegovi produkti bit će željena tvar, voda, kao i plinoviti dušik i njegovi oksidi (I, II). Ako se istoj kiselini doda natrijev oksid, rezultat je spoj o kojem se sada raspravlja i voda.

Reakcija dušične kiseline s kiselim solima ili natrijevim hidroksidom

Ako se HNO3 doda kisela natrijeva sol (na primjer, njezin bikarbonat), željena tvar, voda i ugljični dioksid, koji brzo ispari. Ako je drugi reagens natrijev hidroksid, tada se, kao u slučaju njegovog oksida i dušične kiseline, dobivaju samo natrijev nitrat i H2O.

Reakcija amonijevog nitrata s kiselim solima ili natrijevim hidroksidom

Amonijev nitrat može uspješno zamijeniti dušičnu kiselinu. Tijekom njegove interakcije s natrijevim hidroksidom nastaje željena tvar, voda i plin amonijak, a pri reakciji s natrijevim bikarbonatom proizvodi će biti ti spojevi i ugljikov dioksid.

Reakcija kuhinjske soli sa srebrnim nitratom

U tom slučaju dolazi do reakcije izmjene, čiji su proizvodi natrijev nitrat i srebrov klorid.

Primjena

Ova tvar se koristi kao vrijedno dušično gnojivo. Pirotehnička, prehrambena, staklarska i metaloprerađivačka industrija ne mogu bez natrijeva nitrata. Natrijev nitrat ekstrahira se iz prirodnih naslaga na nekoliko načina:

Ispiranje ove tvari vrućom vodom i kristalizacijom;

Apsorpcija dušikovih oksida pomoću otopine sode bikarbone;

Reakcija izmjene koja uključuje natrijev sulfat/klorid/karbonat i kalcijev/amonijev nitrat.

Zaključak

To je važna uloga koju igra natrijev nitrat. Postoje i druge tvari bez kojih čovjek ne može, ali o njima ćemo drugom prilikom.

(A) Nitriti

Podložno usklađenosti iznimke, navedeno u opće odredbe u ovu podskupinu, ovaj tarifni broj uključuje nitrite, metalne soli dušična kiselina(HNO 2) (robna stavka).

  1. Natrijev nitrit(NaNO2). Dobiva se redukcijom natrijevog nitrata olovom i tijekom proizvodnje olovnog kamena. Bezbojni kristali, higroskopni i visoko topljivi u vodi. Koristi se kao oksidacijsko sredstvo pri bojanju u kadi; u organskoj sintezi; za preradu mesa; u fotografiji; poput otrova za štakore itd.
  2. Kalijev nitrit(KNO 2). Dobiva se istim metodama kao natrijev nitrit ili djelovanjem sumporovog dioksida na smjesu kalcijevog oksida i kalijevog nitrata. Bijeli kristalni prah ili žućkasti štapići; često sadrži druge soli kao nečistoće. Otapa se u vodi i postaje vrlo difuzan u zraku s pogoršanjem svojstava. Koristi se za iste svrhe kao natrijev nitrit.
  3. Barijev nitrit(Ba(NO 2) 2). Kristali koji se koriste u pirotehnici.
  4. Drugi nitriti. To uključuje amonijev nitrit, nestabilan i eksplozivan proizvod; koristi se kao otopina za proizvodnju dušika u laboratoriju.

(B) Nitrati

Podložno usklađenosti iznimke, navedene u općim odredbama za ovu podskupinu, ovaj tarifni broj uključuje nitrate, soli metala i dušičnu kiselinu (tarifni broj), osim amonijev nitrat i natrijev nitrat, čisti i sirovi ( robna stavka ili ). (Pogledajte dolje za druge iznimke.)

Ovdje su također uključeni bazični nitrati.

  1. Kalijeva salitra(KNO 3) (također se naziva "salitra"). Dobiva se iz natrijevog nitrata i kalijevog klorida. To su bezbojni kristali ili staklasta masa, ili bijeli kristalni prah, topiv u vodi i higroskopan u svom sirovom obliku. Koristi se slično kao natrijev nitrat, a također i za proizvodnju baruta, kemijskih detonatora, u pirotehnici, za izradu šibica i metalurških topila.
  2. Bizmut nitrati:

(A) neutralni bizmutov nitrat(Bi(NO3)35H20). Dobiva se djelovanjem dušične kiseline na bizmut; veliki bezbojni difuzni kristali. Koristi se za proizvodnju oksida ili soli bizmuta i nekih lakova;

(b) bazični bizmutov nitrat(BiNO3(OH)2). Dobiva se iz neutralnog bizmut nitrata; biserno bijeli prah, netopljiv u vodi. Koristi se u medicini (za liječenje gastrointestinalnih bolesti); u proizvodnji keramike (dugine boje), u kozmetici, u proizvodnji osigurača itd.

  1. Magnezijev nitrat(Mg(NO3)2 6H20). Bezbojni kristali, topljivi u vodi. Koristi se u pirotehnici, za izradu proizvoda otpornih na vatru (s magnezijevim oksidom), žarnih rešetki itd.
  2. Kalcijev nitrat(Ca(NO3)2). Dobiva se obradom drobljenog vapnenca dušičnom kiselinom. Bijela tekuća masa, topiva u vodi, alkoholu i acetonu. Koristi se u pirotehnici, u proizvodnji eksploziva, šibica, gnojiva itd.
  3. Željezni nitrat(Fe(NO 3) 3 6H 2 O ili 9H 2 O). Plavi kristali. Koristi se kao sredstvo za bojenje i tiskanje (čisto ili pomiješano s acetatom). U medicini se koristi čista vodena otopina.
  4. Kobalt nitrat(Co(NO3)26H20). Ljubičasti, crvenkasti ili smećkasti kristali, topivi u vodi i taljivi. Koristi se u proizvodnji kobalt plave ili kobalt žute i simpatičnih tinti; za ukrašavanje keramike; za elektrotaloženje kobalta itd.
  5. Nikal nitrat(Ni(NO3)26H20). Zeleni kristali topljivi u vodi. Koristi se u proizvodnji keramike (smeđi pigmenti); za bojanje (kao jednjak); tijekom elektrotaloženja nikla; za proizvodnju nikal oksida ili katalizatora čistog nikla.
  6. Bakrov nitrat(Cu(NO3)2). Dobiva se otapanjem bakra u dušičnoj kiselini i naknadnom kristalizacijom (sadrži 3 ili 6 molekula vode ovisno o temperaturi). Plavi ili zeleni kristali, topljivi u vodi, higroskopni; otrovan. Koristi se u pirotehnici; u proizvodnji boja; kod bojanja ili tiskanja tekstilnih materijala (modant); za proizvodnju bakrenog oksida i proizvodnju fotografskog papira; kod nanošenja galvanske prevlake, za davanje umjetne patine metalima itd.
  7. Stroncijev nitrat(Sg(NO 3) 2). Dobiva se djelovanjem stroncijeva oksida ili stroncijeva sulfida na dušičnu kiselinu pri zagrijavanju u obliku bezvodne soli ili u obliku hidratizirane soli (s 4 molekule vode) na niskim temperaturama. Bezbojni kristalni prah, topljiv u vodi, raspada se zagrijavanjem. Koristi se u pirotehnici (crveno svjetlo), u proizvodnji šibica.
  8. Kadmijev nitrat(Cd(NO3)24H20). Dobiva se iz oksida. Bezbojne iglice, difuzne, topive u vodi. Koristi se kao sredstvo za bojenje u industriji keramike ili stakla.
  9. Barijev nitrat(Ba(NO 3) 2). Dobiva se iz prirodnog karbonata (witherita) (robna stavka). Bezbojni ili bijeli kristali ili kristalni prah; topiv u vodi, otrovan. Koristi se u pirotehnici (zeleno svjetlo); u proizvodnji eksploziva, optičkog stakla, keramičkih glazura, barijevih soli ili nitrata itd.
  10. Olovni nitrat(Pb(NO 3) 2). Olovni nitrat nastaje kao nusproizvod u proizvodnji olovnog dioksida djelovanjem dušične kiseline na crvenilo. Bezbojni kristali, topljivi u vodi; otrovan. Koristi se u pirotehnici (žuto svjetlo), u proizvodnji šibica, eksploziva i nekih boja; u kožarstvu, fotografiji i litografiji; za dobivanje soli olova kao oksidacijskog sredstva u organskoj sintezi.

Pored navedenog iznimke, Također ne pali se sljedeće proizvode.

Nitriti i nitrati razlikuju se ne samo po nazivu, već imaju i različite elemente u svojoj formuli. Međutim, postoji i nešto što ih "čini sličnim". Opseg primjene ovih tvari je prilično širok. Prisutni su iu ljudskom tijelu, a ako ih se nakupi previše, dolazi do teškog trovanja, koje može dovesti do smrtni ishod.

Što su nitrati

Jednostavno rečeno, nitrati su soli dušične kiseline. U svojoj formuli sadrže jednoznamenkasti anion. Ranije se nitrat nazivao . Sada se tako nazivaju minerali, kao i gnojiva koja se koriste u poljoprivredi.

Nitrati se proizvode pomoću dušične kiseline koja napada metale, okside, soli i hidrokside. Svi nitrati se mogu razrijediti u vodi. U krutom stanju su jaki oksidansi, ali im svojstva nestaju ako se otopini doda dušična kiselina.

Nitrati zadržavaju svoja svojstva na običnim temperaturama, ali na nižim se tope, sve dok se potpuno ne raspadnu. Proces dobivanja ovih tvari vrlo je složen pa će vjerojatno zanimati samo kemičare.

Nitrati su osnova za eksplozive - to su amoniti i druge tvari. Uglavnom se koriste kao mineralna gnojiva. Sada više nema tajne da biljke koriste dušik iz soli za izgradnju stanica svojih tijela. Biljka stvara klorofil, od čega živi. Ali u ljudskom tijelu nitrati postaju nitriti koji čovjeka mogu odvesti u grob.

Nitriti su također soli

Nitriti su također soli dušične kiseline, ali s drugačijom formulom kemijski sastav. Poznati su natrijevi i kalcijevi nitriti. Poznati su i nitriti olova, srebra, alkalijskih, zemnoalkalijskih i 3D metala.

To su kristalne tvari koje su također svojstvene kaliju ili bariju. Neke su tvari dobro topljive u vodi, dok su druge, poput srebra, žive ili bakrenih nitrita, u njoj slabo topljive. Važno je napomenuti da su nitriti također praktički netopljivi u organskim otapalima. Ali ako povećate temperaturu, topivost nitrita se poboljšava.

Čovječanstvo koristi nitrite u proizvodnji dušičnih boja, za proizvodnju kaprolaktama, a također i kao oksidacijske i redukcijske reagense u industriji gume, tekstila i obrade metala. Na primjer, natrijev nitrit je dobar konzervans i koristi se u proizvodnji betonskih smjesa kao ubrzivač stvrdnjavanja i aditiv protiv smrzavanja.

Nitriti su otrovni za ljudski hemoglobin, pa ih je potrebno svakodnevno uklanjati iz tijela. Ulaze u ljudsko tijelo bilo izravno ili s bilo kojim drugim tvarima. Ako ljudsko tijelo normalno funkcionira, potrebna količina tvari ostaje, a nepotrebna se uklanja. Ali ako je osoba bolesna, javlja se problem s trovanjem nitritima.

Kemija je fascinantna znanost. Oni koje zanima ne samo teorija, već i isprobavaju svoje vještine u praksi, znaju točno o čemu govorimo govorimo o. Svaki je školarac upoznat s većinom elemenata iz periodnog sustava. No jesu li svi mogli isprobati miješanje reagensa i provođenje kemijskih testova iz prve ruke? Ni danas ne u svim moderne škole potrebna oprema i reagensi su dostupni, stoga kemija ostaje znanost otvorena za neovisno proučavanje. Mnogi ga nastoje dublje razumjeti provodeći istraživanje kod kuće.

Nijedna domaćica ne može bez dušične kiseline - izuzetno važne stvari u kućanstvu. Teško je nabaviti tvar: može se kupiti samo u specijaliziranoj trgovini, gdje se kupuje pomoću dokumenata koji potvrđuju miroljubivu uporabu tvari. Stoga, ako ste DIYer, najvjerojatnije nećete moći nabaviti ovu komponentu. Ovdje se postavlja pitanje kako napraviti dušičnu kiselinu kod kuće. Čini se da proces nije kompliciran, ali izlaz bi trebao biti tvar dovoljne razine čistoće i potrebne koncentracije. Ne postoji način da se to učini bez vještina eksperimentalnog kemičara.

Gdje se tvar koristi?

Razumno je koristiti dušičnu kiselinu u sigurne svrhe. Tvar se koristi u sljedećim područjima ljudske djelatnosti:

  • stvaranje pigmenata za bojanje;
  • razvijanje fotografskih filmova;
  • pripremanje lijekova;
  • recikliranje plastičnih proizvoda;
  • korištenje u kemiji;
  • gnojidba vrtnih i povrtnih kultura;
  • proizvodnja dinamita.

Čista dušična kiselina u nepromijenjenom obliku pojavljuje se kao tekuća tvar, koja u dodiru sa zrakom počinje ispuštati bijele pare. Smrzava se već na -42 o C, a kuha na +80 o C. Kako ukloniti tvar kao što je dušična kiselina vlastitim rukama kod kuće?

Metoda 1

Dimna tvar se dobiva izlaganjem koncentrata natrijevom (kalijevom) nitratu (natrijev (kalijev) nitrat). Kao rezultat reakcije dobiva se željena tvar i natrijev (kalijev) hidrogensulfat. Reakcijska shema izgleda ovako: NaNO 3 + H 2 TAKO 4 => HNO 3 + NaHSO 4. Zapamtite da koncentracija dobivene tvari ovisi o prije ulaska u reakciju.

Metoda 2

Dobivanje dušične kiseline kod kuće s nižom koncentracijom tvari događa se na isti način, samo trebate zamijeniti natrijev nitrat amonijevim nitratom. Kemijska jednadžba izgleda ovako: N.H. 4 NE 3 + H 2 TAKO 4 =>(N.H.4) 2 TAKO 4 + HNO 3 . Imajte na umu da je amonijev nitrat pristupačniji od kalijevog ili natrijevog nitrata, zbog čega većina istraživača provodi reakciju na temelju njega.

Što je veća koncentracija H 2 SO 4, to će dušična kiselina biti koncentriranija. Da bi se dobila uravnotežena tvar, potrebno je povećati volumen elektrolita potrebnog za reakciju. Da bi se postigao željeni rezultat, u praksi se koristi metoda isparavanja, koja se sastoji od postupnog smanjenja volumena elektrolita za oko 4 puta od izvornog.

Značajke metode isparavanja

Na dno posude sipa se prosijani pijesak i postavlja se posuda s elektrolitom. U tom procesu plinski štednjak kuha se pojačavanjem ili smanjenjem topline. Proces traje dugo, pa je strpljenje važno u ovom pitanju. Stručnjaci preporučuju korištenje kotlova - staklenih ili keramičkih cijevi namijenjenih kemijskim eksperimentima, uključujući isparavanje. Oni neutraliziraju stvaranje mjehurića i smanjuju snagu vrenja, sprječavajući prskanje tvari. U takvim uvjetima dopušteno je dobiti dušičnu kiselinu kod kuće s koncentracijom od oko 93%.

Alati i reagensi za praktičnu pripremu tvari

Za izvođenje reakcije trebat će vam:

  • koncentrirana H2SO4 (>95%) - 50 ml;
  • amonijev nitrat, kalij, natrij;
  • posuda od 100 ml;
  • posuda od 1000 ml;
  • stakleni lijevak;
  • elastične trake;
  • vodena kupka;
  • zdrobljeni led (može se zamijeniti snijegom ili hladnom vodom);
  • termometar.

Dobivanje dušične kiseline kod kuće, kao i svaka druga kemijska reakcija, zahtijeva sljedeće mjere opreza:

  • U procesu proizvodnje dušične kiseline kod kuće, potrebno je održavati temperaturu unutar 60-70 o C. Ako se te granice prekorače, kiselina će se početi raspadati.
  • Tijekom reakcije može doći do oslobađanja para i plinova, stoga pri radu s kiselinama obavezno koristite zaštitnu masku. Ruke moraju biti zaštićene od iznenadnog kontakta tvari s kožom, pa kemičari rade u gumenim rukavicama. U velikim kemijskim postrojenjima, gdje ljudi dolaze u dodir s tvarima opasnima po zdravlje, radnici uglavnom rade u posebnim zaštitnim odijelima.

Sada znate kako jednostavnom reakcijom dobiti dušičnu kiselinu. Budite oprezni kada koristite takvu tvar i koristite je samo u miroljubive svrhe.

Slični članci