Dusičnan draselný

Rozbalit box

Obsah boxu

Dusičnan draselný (chemický vzorec KNO₃), historicky a triviálně nazývaný také ledek draselný, sanytr nebo salnitr (z latinského sal petrae – skalní sůl), je anorganická sloučenina, konkrétně sůl kyseliny dusičné a draslíku. V čisté formě se jedná o bílou krystalickou látku, která je dobře rozpustná ve vodě. Je silným oxidačním činidlem a má široké využití v průmyslu, zemědělství i historii, především jako klíčová složka střelného prachu, jako hnojivo a konzervant potravin.

📜 Historie

Historie dusičnanu draselného je úzce spjata s historií válečnictví a pyrotechniky. Jeho objev a využití znamenaly revoluci ve vojenství.

🌏 Objev v Číně

První zmínky o látce s podobnými vlastnostmi pocházejí z Číny z období dynastie Tchang (7.–10. století). Čínští alchymisté při hledání elixíru nesmrtelnosti experimentovali se směsí sanytru, síry a dřevěného uhlí. Výsledkem byl objev střelného prachu (černého prachu). Původně se používal pro ohňostroje a signální rakety, ale brzy se jeho potenciál uplatnil i ve vojenství v podobě primitivních granátů, raket a děl.

🇪🇺 Rozšíření do Evropy

Znalost výroby střelného prachu se postupně dostala přes Blízký východ do Evropy, pravděpodobně ve 13. století. Zde se stal dusičnan draselný strategickou surovinou. Získával se z přírodních zdrojů, například z výkvětů na stěnách jeskyní, stájí nebo sklepů, kde vznikal bakteriálním rozkladem močoviny a jiných organických zbytků obsahujících dusík. Tento proces byl pomalý a neefektivní.

Vznikaly takzvané "sanytrové jámy" nebo "ledkárny", kde se uměle vytvářely podmínky pro vznik sanytru. Směs hnoje, popela, vápna a organického odpadu se nechávala po dlouhou dobu zrát a poté se z ní sanytr vyluhoval vodou. Poptávka po sanytru byla tak obrovská, že v mnoha zemích existovali "sanytrníci", kteří měli právo vstupovat na soukromé pozemky a sbírat materiál bohatý na dusičnany.

🏭 Průmyslová výroba

Revoluci ve výrobě přinesl až počátek 20. století s rozvojem chemického průmyslu. Objev Haber-Boschovy syntézy amoniaku a následného Ostwaldova procesu pro výrobu kyseliny dusičné umožnil masovou a levnou produkci dusičnanů, včetně dusičnanu draselného. Tím skončila závislost na přírodních a často nespolehlivých zdrojích.

🔬 Vlastnosti

🧊 Fyzikální vlastnosti

Dusičnan draselný je bílá, krystalická, nehygroskopická (na rozdíl od dusičnanu sodného) látka bez zápachu. Krystalizuje v kosočtverečné soustavě (forma aragonitu). Jeho rozpustnost ve vodě silně závisí na teplotě, což se využívá při jeho čištění a výrobě rekrystalizací. Při rozpouštění ve vodě se teplo spotřebovává, což vede k ochlazení roztoku (endotermická reakce).

• **Rozpustnost ve 100 g vody:**

   *   13,3 g při 0 °C
   *   31,6 g při 20 °C
   *   247 g při 100 °C

🔥 Chemické vlastnosti

Dusičnan draselný je silné oxidovadlo. Při zahřívání nad teplotu tání se začíná rozkládat. Při teplotách kolem 400 °C se rozkládá na dusitan draselný (KNO₂) a kyslík (O₂):

2 KNO₃ → 2 KNO₂ + O₂

Při vyšších teplotách může dojít k dalšímu rozkladu až na oxid draselný (K₂O), dusík (N₂) a kyslík. Právě schopnost uvolňovat kyslík při zahřívání je klíčová pro jeho využití ve výbušninách a pyrotechnice. Uvolněný kyslík umožňuje rychlé hoření (oxidaci) paliva, jako je dřevěné uhlí nebo síra ve střelném prachu.

⚙️ Výroba

V současnosti se dusičnan draselný vyrábí především několika průmyslovými metodami:

• **Reakcí chloridu draselného s kyselinou dusičnou:**

KCl + HNO₃ → KNO₃ + HCl

• **Reakcí chloridu draselného s dusičnanem sodným:** Tato metoda využívá rozdílné rozpustnosti solí při různých teplotách. Horký nasycený roztok chloridu draselného a dusičnanu sodného se smíchá. Při ochlazování se jako první sráží nejméně rozpustná sůl v daných podmínkách, což je dusičnan draselný, zatímco chlorid sodný (kuchyňská sůl) zůstává v roztoku.

KCl + NaNO₃ → KNO₃ + NaCl

• **Neutralizací hydroxidu draselného kyselinou dusičnou:** Jedná se o klasickou neutralizační reakci, která je však ekonomicky náročnější kvůli vyšší ceně hydroxidu draselného.

KOH + HNO₃ → KNO₃ + H₂O

💡 Využití

Dusičnan draselný má velmi široké spektrum použití.

🌱 Hnojiva

Je významným zdrojem dvou esenciálních živin pro rostliny: draslíku (K) a dusíku (N) ve formě dusičnanového iontu (NO₃⁻). Používá se jako vysoce kvalitní hnojivo, zejména pro plodiny citlivé na chloridy, jako jsou tabák, brambory, rajčata a různé druhy ovoce. Jeho výhodou je, že dodává živiny v rostlinami snadno přijatelné formě.

🎆 Pyrotechnika a výbušniny

Je základní a nepostradatelnou složkou černého střelného prachu, který se skládá přibližně ze 75 % dusičnanu draselného, 15 % dřevěného uhlí a 10 % síry. Dále se používá v:

• Ohňostrojích jako oxidant a pro generování barev (draselné ionty barví plamen do fialova).
• Zápalných šňůrách.
• Dýmovnicích (např. ve směsi s cukrem).
• Motorech pro raketové modely.

🍖 Potravinářství

V Evropské unii je povolen jako přídatná látka pod kódem E252. Používá se jako konzervant a stabilizátor barvy, především při výrobě uzenin, jako jsou šunka, salámy a slanina. Zabraňuje růstu nebezpečných bakterií, zejména Clostridium botulinum, původce botulismu. V těle se může částečně přeměňovat na dusitan draselný (E249), který je zodpovědný za typickou růžovou barvu a chuť nakládaných mas.

🦷 Ostatní použití

• **Lékařství:** Je aktivní složkou v některých zubních pastách pro citlivé zuby. Působí tak, že ionty draslíku znecitlivují nervová zakončení v zubovině.
• **Sklářství a keramika:** Používá se jako tavidlo a součást některých glazur.
• **Metalurgie:** Využívá se v solných lázních pro tepelné zpracování kovů a slitin.
• **Zásobníky tepla:** Díky vysokému skupenskému teplu tání se zkoumá jeho využití v systémech pro akumulaci tepelné energie.

👨‍🏫 Pro laiky

Představte si dusičnan draselný jako velmi koncentrovaný a pevný "vzduch v prášku". Když ho zahřejete, uvolní se z něj velké množství kyslíku – přesně té složky vzduchu, která je potřeba pro hoření.

• **Ve střelném prachu:** Když smícháte dusičnan draselný (zdroj kyslíku) s dřevěným uhlím (palivo), vytvoříte směs, která nepotřebuje vzduch z okolí, aby hořela. Může hořet velmi rychle i v uzavřeném prostoru (např. v nábojnici), což vytvoří obrovský tlak plynů, který vystřelí kulku.
• **Jako hnojivo:** Rostliny potřebují k růstu "stavební materiál". Dusičnan draselný jim dodává dva klíčové prvky: dusík (pro růst listů a stonků) a draslík (pro silné kořeny a květy). Je to pro ně něco jako energetický nápoj a vitamíny v jednom.
• **V uzeninách:** Působí jako "ochranka". Zabraňuje množení nebezpečných bakterií, které by mohly maso zkazit a způsobit otravu. Navíc pomáhá udržet pěknou červenou barvu masa.

⚠️ Bezpečnost

Dusičnan draselný je silné oxidační činidlo. Při smíchání s hořlavými nebo redukujícími materiály (např. dřevěné uhlí, síra, cukr, organické látky, kovové prášky) může vytvořit směs, která se snadno vznítí nebo exploduje. Je nutné ho skladovat odděleně od těchto látek v chladu a suchu.

Při požití ve větším množství může být toxický. Může způsobit podráždění zažívacího traktu a ve vážnějších případech vést k methemoglobinémii, stavu, kdy je narušena schopnost krve přenášet kyslík. Při práci s ním je doporučeno používat ochranné pomůcky, jako jsou brýle a rukavice.

Šablona:Aktualizováno