Как сделать порох из калиевой селитры

II Основная часть

1. История пороха

2. Основные компоненты гранулированных ВВ

3. Метательные ВВ, или Порох

5. Пиротехнические изделия

Сейчас в мире ведётся множество боевых действий. Войны ведутся с использованием огромного количества орудий: наземных, водных, подводных, воздушных и др. почти каждый день орудия совершенствуются, и появляются всё новые и новые виды. Но, несмотря на их разнообразие, в основе практически каждого орудия лежит порох. В орудиях порох используется с 14 века.

С того времени он во многом усовершенствовался, однако современное военное дело не представляет своё существование без пороха. Люди придумали оружие массового уничтожения, в которых не применяют порох, например атомная бомба. Но эти орудия почти не используется, так как люди понимают, что они очень опасны. Поэтому войны ведутся с использованием порохового орудия.

Я считаю эту тему актуальной, и поэтому мне захотелось узнать больше о его принципе действия и о том, как он используется в орудиях. Также мне хотелось узнать, где ещё применяется порох.

ПОРОХ для пиротехники за 5 минут! легче нету!

Порох относится к военным средствам, и потому является достаточно закрытой темой. Несмотря на это мне удалось достать некоторую информацию, на которую я и опирался в своей работе.

Порох — взрывчатое вещество. Применяется главным образом в стрелковом и в артиллерийских орудиях. Порох делится на дымный и бездымный. Первым появился дымный. Место его изобретения точно не известно. Считают, что он появился в Китае. Он был также известен Арабам. В качестве военного средства порох начали применять в Европе, в том числе в России в 14 веке.

После изобретения бездымного пороха и других видов взрывчатых веществ, дымный порох в значительной мере утратил своё значение. Бездымный порох впервые был получен французским учёным П.Вьелем в 1884 году. В военном деле бездымный порох применяется как метательное средство.

Порох является гранулированным взрывчатым веществом. Отличительной особенностью этой группы является пониженная чувствительность к инициирующему импульсу и другим видам внешних воздействий, а также замедленное протекание реакции взрывчатого превращения во фронте детонационной волны вследствие недостаточной однородности состава.

Основными компонентами гранулированных взрывчатых веществ являются окислитель и горючее.

В качестве окислителя применяют исключительно аммиачную селитру (нитрат аммония). Аммиачная селитра и её гранулированные смеси достаточно безопасны в обращении. Вследствие малой чувствительности совершенно безопасно её дробление и измельчение.

При изготовлении гранулированных взрывчатых веществ, которые будут использованы в течение короткого времени, в качестве жидкого горючего используют дизельное топливо.

Если взрывчатые вещества подлежат длительному хранению, в качестве жидкого горючего используют нефтяные масла.

Во многих гранулированных взрывчатых веществах используют твёрдые горючие вещества. Это могут быть сажа, алюминиевая пудра, древесная мука или каменный уголь. Они используются в качестве присыпки. Ими покрывают каждую гранулу для того, чтобы жидкое горючее не улетучилось. Самым лучшим твердым горючим считается алюминиевая пудра.

Порох относится к группе метательных взрывчатых веществ. Для веществ этой группы характерным видом взрывного превращения является горение, не переходящее в детонацию даже при высоких давлениях, развивающихся в условиях выстрела. Для возбуждения горения необходимо действие пламени. По физико-химической структуре метательные взрывчатые вещества можно разделить на два класса: нитроцеллюлозные пороха и твёрдые ракетные топлива.

1-й класс. Нитроцеллюлозные пороха . Их основой являются нитраты целлюлозы, пластифицированные каким-либо растворителем. В зависимости от летучести растворителя нитроцеллюлозные пороха делятся на следующие категории:

1. нитроцеллюлозные пороха, изготовленные с применением летучего растворителя. Их называют пироксилиновыми порохами
2. нитроцеллюлозные пороха, изготовленные на труднолетучем растворителе. Эти пороха называют баллистами.
3. НП, изготовленные на смешанном растворителе (например, нитроглицерин с ацетоном). Эти пороха называют кордитами.

2-й класс. Твердые смесевые и пиротехнические топлива, изготовляемые ввиде смесей окислителей, горючих и связующих веществ (полимеров)

Средний состав дымного пороха: 75% калиевой селитры, 15% угля и 10% серы.

Калиевая селитра малогигроскопична, т.е. мало впитывает влагу из окружающей среды, что обеспечивает физическую стойкость изготовленного из неё пороха.

Сера -твёрдое кристаллическое вещество светло жёлтого цвета, не растворимое в воде.

Уголь . Для производства пороха используют древесный уголь из мягких пород дерева. Большое значение для качества угля имеет метод его изготовления, в первую очередь степень обжига. Порох воспламеняется тем легче, чем меньше степень обжига угля. Сила пороха увеличивается с увеличением степени обжига угля.

Реакция между твёрдыми веществами протекает очень медленно. Исследование Боудена показало, что в начальной стадии процесса воспламенения пороха происходит расплавление серы. Возникающий при этом тесный контакт жидкой серы с азотнокислым калием и органическими веществами, содержащимися в угле, приводит к увеличению скорости реакции до значений, характерных для взрывного превращения.

Дымный порох имеет аспидно-серый цвет и матовый глянец. Его гранулы достаточно большие.

Удовлетворительно сделанный порох не пачкает рук, не оставляет на бумаге пыли и сопротивляется раздавливанию между пальцами. Содержание влаги должно быть не более 1%, иначе порох будет трудно воспламенить.

По чувствительности к удару дымный порох относится к числу безопасных в обращении взрывчатых веществ, но чувствительность дымного пороха к пламени и даже к небольшой искре является причиной большой опасности при обращении с ним.

Производство дымного пороха состоит из многих операций, цель которых:

А) тонкое измельчение и тесное смешивание компонентов пороха;

Б) получение из смеси, называемой пороховой мякотью, зёрен заданной величины и формы.

Измельчение и смешивание компонентов достигается длительной обработкой их в ряде аппаратов. Для получения зёрен пороховую мякоть прессуют под бегунами или в прессах; пороховые лепешки зернят специальным аппаратом, а затем полируют в барабанах для обламывания острых концов и образования гладкой поверхности. В конце порох сортируют на ситах и получают однообразные по размеру зёрна.

В настоящее время, особенно зимой, в продаже имеется большое количество различных фейерверков и бомбочек. Они пользуются большим спросом у детей, но надо помнить, что они опасны. Ежегодно около 300 детей получают ранения из-за неаккуратного использования пиротехнических изделий. Большинство из них производятся в Китае.

Они сделаны очень некачественно с использованием плохих материалов. В основе бомбочек лежит порох и сера. Чтобы зажечь бомбочку нужно поднести к сере огонь или провести по спичечному чирку. От серы огонь переходит к пороху, и происходит взрыв.

Чувствительность дымного пороха к лучу пламени и хорошее зажигающее действие, удобство прессование в виде разных элементов. Эти свойства делают дымный порох незаменимым и по настоящее время.

В следующем году мы намерены продолжить эту тему и рассмотреть более подробно бездымный порох. Также мы намерены сделать порох в лабораторных условиях и изучить его свойства.

1. Алексинский, Владимир Николаевич Занимательные опыты по химии: Учебное издание; М.: Просвещение, 1995. – 96 с.
2. Иванов, Александр Сергеевич Мир химии: Учебное издание; М.: Просвещение, 1993.–220 с.
3. Верховский, Виктор Николаевич Катализ горения взрывчатых веществ: Учебное издание; М.: Просвещение, 1973. – 548 с.
4. Ангелова, Вероника Николаевна Пороха: Учебное издание; М.: Просвещение, 1974. – 356 с.

Я решил писать реферат на эту тему, так как считаю её актуальной. Современное военное дело не представляет своего существование без пороха. Порох является основой во все орудиях, кроме орудий массового уничтожения, например, атомная бомба. Но люди мало используют эти орудия, так как понимают, что они могут привести к гибели всей планеты.

Порох — взрывчатое вещество. Применяется главным образом в стрелковом и артиллерийских орудиях. Порох делится на дымный и бездымный. Считают, что порох изобрели в Китае. В качестве военного средства порох применяют с 14 века. Порох относится к гранулированным взр. вещ.

Отличительной особенностью этой группы явл. пониженная чувствительность к инициирующему импульсу и другим видам внешних воздействий.

Во многих гранулированных взр. вещ. используются твёрдое горючее, например, сажа, алюминиевая пудра, уголь и др.

Порох также входит в группу метательных взрывчатых веществ. Для веществ этой группы характерно горение, не переходящее в детонацию даже при высоких давлениях. Для возбуждения горения необходимо действие пламени.

Метательные взр. вещ. можно разделить на два класса: нитроцеллюлозные пороха и твёрдые ракетные топлива. Нитроцеллюлозные пороха состоят из нитрата целлюлозы, пластифицированный каким-либо растворителем. В зависимости от летучести растворителя нитроцеллюлозные пороха делятся на следующие категории: пироксилиновые пороха, баллисты и кордиты .

Дымный порох на 75% состоит из калиевой селитры, на 15% из угля, и на 10% из серы.

Дымный порох имеет аспидно-серый цвет и матовый глянец. Его гранулы достаточно большие. Содержание влаги должно быть не более 1%, иначе порох будет трудно воспламенить.

Производство дымного пороха состоит из многих операций, цель которых:

1. тонкое измельчение и тесное смешивание компонентов пороха;
2. получение из смеси, называемой пороховой мякотью, зёрен заданной величины и формы.

В настоящее время, а особенно зимой, в продаже имеется большое кол-во различных фейерверков и бомбочек. Они производятся из некачественных материалов, и сделаны очень плохо. Из-за этого они могут нанести вред человеку. Ежегодно в больницы попадают большое кол-во людей с различными степенями ожогов. Чтобы избежать травм, надо аккуратно использовать все фейерверки.

Чувствительность дымного пороха к лучу пламени и хорошее зажигающее действие, удобство прессование в виде различных элементов и другие свойства делают дымный порох незаменимым и по настоящее время.

Ошибка в тексте? Выдели её мышкой и нажми CTRL + Enter

Остались рефераты, курсовые, презентации? Поделись с нами — загрузи их здесь!

Помог сайт? Ставь лайк!

Источник: studyport.ru

Калиевая селитра (нитрат калия): свойства, применение, как удобрять, польза и вред

Калиевая селитра – это соль азотной кислоты, содержащая калий, также называется нитрат калия. Это неорганическое вещество нашло применение во многих сферах: в пищевой промышленности, в пиротехнике, в электронике, металлургии. Наибольшее распространение нитрат калия получил в садоводстве, где он используется в качестве удобрения для усиления роста, развития и плодоношения культурных растений. Прикормка сочетает в себе полезные свойства сразу двух макроэлементов, при внесении их в почву в составе разных добавок они усваиваются хуже. Калиевая селитра, которую применяют как удобрение, улучшает качество и плодородность почвы.

Что такое калиевая селитра?

Нитрат калия (калиевая селитра) – это калийная соль азотной кислоты. Она образуется в результате взаимодействия азотной кислоты с сульфатами или карбонатами калия. В нормальных условиях соединение имеет вид белого рассыпчатого порошка с пониженной гигроскопичностью. На молекулярном уровне калийная селитра образует ромбическую или гексоганальную кристаллическую решётку, имеет длинные тонкие иглы. Связь между азотным остатком и калием ионная.

Калиевая селитра – это вещество, которое не имеет вкуса и запаха. Со временем может уплотняться. Хорошо растворяется в воде, что значительно усиливается при нагревании, с трудом – в глицерине, диамиде, сжиженном аммиаке, практически нерастворима в этаноле и диэтиловом эфире.

В природе нитрат калия в небольших количествах можно обнаружить в растениях как промежуточный продукт переработки калиевых солей серной и угольной кислоты. Издревле селитру добывали из отложений, которые формируются посредством биологической фиксации аммиака нитробактериями. Аммиак в виде газа выделяется из гниющей органики любого происхождения (растительной, животной). Залежи минерала нитрокалита образуются в районах с тёплым климатом: Индия, Австралия, Боливия, США, Россия.

Формула, уравнение, свойства калиевой селитры

Химическая формула калиевой селитры – KNO 3. При повышении температуры до 400 °С начинается разложение:

При этом получается калиевая соль азотистой кислоты (нитрит калия) и выделяется газ кислород. Нитрат калия обладает выраженными окислительными свойствами, может реагировать как с простыми, так и со сложными веществами.

Для определения содержания нитрата калия пользуются качественным взаимодействием с медью при медленном нагревании:

Наблюдается выделение газообразного оксида азота бурого цвета.

Молекула калиевой селитры

Получение калиевой селитры

Для добычи калиевой селитры до развития химической промышленности пользовались естественными источниками – селитряницы. Это навоз в смеси с гниющими растительными остатками, соломой или хворостом, известняковыми веществами, строительными материалами, не пригодными к эксплуатации. Сверху они накрывались дерниной для предотвращения выпускания газов. В этом закрытом пространстве шел активный синтез нитрата калия:

Общая формула реакций:

Нередко известняк в селитрянице заменяли поташом (калиевым карбонатом), тогда синтез шел без необходимости выщелачивания и прямо приводил к нитрату калия.

В 19 веке был предложен дугой способ добычи калиевой селитры, менее затратный и более быстрый:

Для этого применяли природный нитрат натрия (чилийскую селитру) и среднюю соль соляной кислоты (хлорид калия). Побочным продуктом взаимодействия является поваренная соль.

Сегодня в лабораторных условиях нитрат калия получают посредством реакции нитрата кальция с сульфатом калия. Она протекает схоже с самым первым способом получения калиевой селитры:

При этом выпадает осадок бесцветных или беловатых кристаллов сернокислого кальция.

В лабораториях применим метод получение азотнокислого калия с помощью взаимодействия нитрата аммония с хлоридом калия:

Побочный продукт легко отделяется, оставляя высокий выход необходимого вещества.

Массовый выпуск удобрения осуществляется специализированными заводами. В промышленности производство калиевой селитры происходит посредством конверсии. Это наиболее доступный и распространённый метод, т.к. в результате получается чистое вещество 1-го класса. Для этого применяется технология катионного обмена хлорида калия и нитрата натрия, которая проходит в несколько этапов:

1. Растворы соединений фильтруются и выпариваются до нужной концентрации.
2. При нагревании паром они проходят обменное разложение внутри стального реактора.
3. Внутрь постепенно добавляется порошкообразный хлорид калия, а также минеральное масло, способствующее интенсификации процесса и уменьшению формирования пены.
4. Процесс разложения занимает 4 часа, постоянная температура около 90 °С, к концу времени её поднимают до 120 °С.
5. Затем фильтрацией холодной водой отделяют поваренную соль, которая удаляется.
6. Раствор нитрата калия постоянно подогревают, чтобы избежать кристаллизации. С различными примесями его отправляют в приёмные баки.
7. Побочные продукты подвергают разложению, они выделяются в виде газов.
8. В кристаллизаторе образуется чистый порошок калиевой селитры.
9. Его промывают холодной водой, растворяют и подвергают повторной кристаллизации для получения более чистого и качественного продукта.
10. Готовое удобрение просушивают в барабанных установках горячим воздухом.

Калиевая селитра не вступает в реакцию со щелочами, но может реагировать с кислотами:

В смеси с серной кислотой калий включается в состав соли – гидросульфата, в виде паров формируется азотная кислота. С солями селитра реагирует с образованием других солей, а также воды:

Реакция взаимодействия селитры с атомарным водородом:

Процесс идёт с участием катализаторов, образуется азотистокислый калий, хлорид цинка и вода. При интенсивном нагревании (до 400 °С) нитрат калия может реагировать со свинцом:

В тех же условиях идёт реакция азотнокислого калия с чистым алюминием:

В результате образуется окисел алюминия и калия, оксид алюминия и молекулярный азот.

Высокая реакционная способность вещества определяет его огромное значение в удобрении почвы. Благодаря тому, что азотнокислый калий способен вступать в химические реакции со многими соединениями, он хорошо усваивается растениями, быстро включается в их метаболизм и положительно влияет на рост и развитие.

Применение калиевой селитры

Применение вещества распространяется на многие сферы.

Применение калиевой селитры в садоводстве и огородничестве

Калиевая селитра – это ценное удобрение, необходимое для нормального развития зелёной растительности. Её применяют для улучшения качественных свойств почв, насыщения её макроэлементами, которые играют большую роль в метаболизме растений, это так называемая подкормка.

Калиевая селитра, как удобрение, оказывает ряд положительных эффектов на садовые и огородные культуры:

• повышает урожайность;
• способствует развитию аккуратных и крупных плодов;
• усиливает пышность и продолжительность цветения декоративных растений;
• повышает устойчивость к инфекционных агентам, а также к вредителям;
• делает растения более стрессоустойчивыми: они легче переживают засуху, жару, резкие скачки температур;
• увеличивает длительность плодоношения;
• улучшает вкусовые качества плодов (например, фрукты становятся слаще за счёт интенсивного накопления сахаров);
• предотвращает растрескивание;
• продлевает срок хранения.

Важно, что данное удобрение не содержит хлора, поэтому может беспрепятственно вноситься в почвы для растений, не переносящих его, без негативных последствий. Его удобно применять: можно использовать в сухом и в растворённом виде, вносить в землю или же опрыскивать листья.

Калиевую селитру применяют как подкормку для большого количества видов растений, однако, она подходит не всем:

Капуста различных видов (белокочанная, брокколи, брюссельская, цветная)

Зелень (петрушка, укроп, салат, лук зелёный)

Применение калиевой селитры в пиротехнике

Нитрат калия (калиевая селитра) – это горючий компонент в жидкостях пиротехники. Благодаря эффектному горению он включается в чёрный порох в петардах и салютах. Калиевая селитра является основным компонентном (65%) карамельного ракетного топлива. Его применяют в любительском ракетостроении и ценят за нетоксичность и безопасность ингредиентов.

Применение калиевой селитры в пищевой промышленности

Азотнокислый калий имеет статус пищевой добавки Е252. Это консервант, обладающий умеренно выраженными антибактериальными свойствами. Соединение способно подавлять развитие патогенных микроорганизмов (в том числе бактерий, продуцирующих ботулотоксины, вызывающих угрожающее жизни состояние – ботулизм), грибков. Оно продлевает срок годности, со временем превращаясь в нитрит. Е252 можно встретить в составе:

• рыбной продукции (маринованная и консервированная рыба);
• мясной продукции (колбасы, сосиски, копчёное мясо);
• сыров;
• охлаждённые готовые продукты (пицца).

Нитрат калия стабилизирует и фиксирует исходную окраску, поэтому добавляется в пищу, которая с течением времени может менять цвет (анчоусы). Таким образом сохраняется привлекательный товарный вид.

Применение калиевой селитры в промышленности

Калийная селитра входит в состав стекла. Благодаря этому компоненту стекольные изделия становятся более крепкими и прозрачными, из них удаляются газовые пузыри. В оптическом стекловарении нитрат калия применяют для осветления и обесцвечивания хрусталя. Из-за высокой химической активности и окислительным свойствам его применяют в металлургии: при обработке никелевых руд селитра выполняет роль флюса, который понижает температуру плавления и способствует лучшему выделению никеля.

Калиевая селитра как удобрение, как разводить для томатов, для огурцов, корнеплодов, плодовых деревьев, ягоди и декоративных растений

Удобрение калиевая селитра должна обязательно вноситься в почву дважды в сезон, однако у разных культур время и способ подкормки различается. В общих случаях основное внесение проводится весной: в апреле и в мае, непосредственно перед посевом. Удобрение следует применять также всё лето, а вот осенью делать этого не следует, калий и азот быстро вымоются из почвы из-за осадков.

Различают корневую подкормку и внекорневую подкормку. Корневую подкормку можно осуществлять водными растворами нитрата калия (при этом растения поливают под корень) или сухой смесью (порошок вносится в землю). Внекорневое подкормка (удобрение) культур проводят опрыскиванием зелёных частей растворённой селитрой.

Для корневой подкормки доза азотнокислого калия составляет:

• 20-30 г на 1 м² для овощных и цветочных культур;
• 15-30 г на 1 м² декоративным и ягодным кустарникам;
• 20-30 г на 1 м² плодовым деревьям.

Дозировка для внекорневой подкормки – 20 г калиевой селитры, разведённой в 10 литрах воды:

• 1 – 1,5 л на 10 м² – овощные и цветочные культуры;
• 1,5 л на куст – декоративные и ягодные кустарники;
• 2 л на молодое растение и 5-8 л на взрослое – плодовые деревья.

Нужно учитывать, что в жидкой форме удобрение усваивается гораздо лучше, потому что растения питаются осмотрофно – всасывают питательные вещества из раствора.

Вид растения	Дозировки удобрения	Время и способ подкормки (удобрения)
Огурцы	25 г селитры растворяют в 15 л воды.	Удобрять начинают, когда появляются первые плоды, подкормка корневая.
Томаты	1 г на 1 л воды, либо 25 г на 1 м².	Можно подкармливать (внекорневая подкормка) опрыскиванием на этапе 3-4 листочков, во время пикировки. Во время цветения следует использовать корневой метод подкормки.
Корнеплоды (морковь, свёкла)	50 г на 1 м².	При подготовке грядок за несколько суток до высева, исключительно корневая подкормка.
Все декоративные цветковые растения, а также клубника	15 г на 10 л воды.	Внекорневая подкормка, опрыскивание листьев дважды-трижды в сезон либо по мере необходимости (для ликвидации увядания или интенсификации цветения).
Ягодные кустарники (малина, голубика, смородина)	10 г на 10 л воды.	Во время посадки, в период начала цветения, корневой способ подкормки.
Плодовые деревья (груши, яблони, абрикосы)	25 г – 30 г на 10 л воды.	Менее концентрированный раствор удобрения вносят под корень, в посадочные ямки или приствольный круг перед посадкой, во время плодоношения. Более концентрированный используют для внекорневой подкормки опрыскиванием, при этом в зависимости от размера кроны может понадобиться разный объём жидкости (2-7 л).
Виноград	25 г на 10 л воды	Под корень после завершения цветения лоз, на стадии формирования плодов.

Комнатные растений удобряются по такой же схеме, что и декоративные садовые и огородные цветы. Опрыскивать культуры раствором калийной подкормки необходимо либо ранним утром, либо вечером, когда солнечная активность снижена. Это делается для того, чтобы предотвратить сжигание листьев.

Раствор нитрата калия можно смешивать с другими удобрениями: с аммиачной селитрой, фосфатами. Однако сухое вещество лучше вносить в чистом виде без других примесей.

Влияние на организм человека

Азотнокислый калий не оказывает существенного влияния на здоровье. Удобрение не приводит к экстремальному повышению в мякоти плодов нитратов. Однако чрезмерное употребление пищевой добавки Е252 может отрицательно сказываться на нервной системе, вызывать тяжелую аллергию.

Польза калиевой селитры

Польза нитрата калия заключается в его ценности для выращивания сельскохозяйственных культур. Благодаря этому удобрению можно легко повысить урожайность растений и улучшить вкусовые качества плода.

В пищевой промышленности калиевая селитра зарекомендовала себя как качественный консервант, фиксирующий окраску продукции, способствующий подливанию срока годности. Она сохраняет привлекательный товарный вид, замедляет развитие плесневых грибков, обладает антибактериальной активностью.

Вред калиевой селитры

Несмотря на то, что Е252 разрешена в России, США и во многих других странах, её запрещают добавлять в состав детского питания. Она может провоцировать головные боли, нарушения поведения, снижать внимание и активность ребёнка. При неумеренном потреблении продуктов питания, богатых нитратом калия, возможны расстройства желудочно-кишечного тракта и аллергические реакции (в том числе асфиксия).

Во время работы с удобрением нужно соблюдать меры личной безопасности: при распылении жидкости надевать маску или респиратор, защищать открытые участки кожи одеждой и перчатками. Попадание в глаза и на слизистые оболочки недопустимо, это может вызвать сильное раздражение, химический ожог.

Класс опасности и токсичности, хранение

Калиевая селитра относится к средне-опасным веществам, ей присвоен 3-й класс опасности. Хранить её следует в хорошо закупоренных ёмкостях вдали от источников тепла и взрывчатых веществ. Не допускается смешивание порошка с торфом, опилками и другими легко воспламеняющимися предметами из-за пожароопасности. Готовый раствор удобрение не подлежит хранению, его нужно сразу использовать.

Где купить и сколько стоит калиевая селитра

Калиевая селитра продается в магазинах, ориентированных на товары для сада и огорода и удобрения. Также большой выбор предоставляют интернет-магазины. Стоимость азотнокислого калия зависит от фирмы производителя и объёма упаковки: небольшое количество (500 г) продаётся от 100 рублей, крупные объёма (от 25 г) стоят от 75 рублей за 1 кг.

Видео

Заключение

Калиевая селитра – это неорганическая калийная соль азотной кислоты. Её используют в пищевой промышленности как консервант, активно применяют в пиротехнике и металлургии. Наибольшее значение она имеет в качестве удобрения в садоводстве и сельском хозяйстве. Нитрат калия способствует интенсивному росту, цветению и плодоношению культурных растений, ею можно подкармливать как в сухом, так и в растворённом виде.

Источник: chtoikak.ru

Пиротехнические материалы. Графит. Селитра

Внимание: любые практические опыты в области пиротехники должны производиться квалифицированными специалистами с химическим образованием!

Графит (plumbago — Reissblei, ferrocarbure)

Графит, употребляемый для выделки тиглей и чёрных «итальянских» карандашей, также не что иное, как уголь, и притом самый чистый после алмаза, но происхождение его исключительно минеральное. Встречается либо в железных копях в виде тонких серых пластинок, либо проявляется случайно при неудачной плавке чугуна.

Применение этого сравнительно дорогого материала в фейерверочном деле заключается в том, что он в смеси с составами, богатыми кислородом, усиливает яркость пламени, не придавая огню никакой окраски (чего от простого угля ожидать нельзя), и, кроме того, вызывает более правильное горение. Но всё это не искупает разницу в цене, а потому графит употребляется довольно редко, и — по указанию Ламарра — больше всего в крайне капризных составах для зелёных и голубых звёздочек.

Селитра (sal petrae — Salpeter, salpetre)

Селитра встречается в природе в чистом виде в селитряницах, находящихся около мест, подверженных вулканической работе (поэтому — salpetrae, т.е «соль камня»), но чаще всего её приготовляют из куч («бурт») животных и растительных отложений, содержащих много азота. Вещества эти под влиянием атмосферного кислорода окисляются, превращаясь в азотнокислые соли, которые посредством хлористого калия извлекаются из общей массы и превращаются в азотнокислое кали (Kali nitricurn)’ в продаже называемое «калиевой селитрой», а в быту — просто селитрой.

Калиевая селитра, как бы чиста она ни была, всегда сопровождается хлористыми солями, но в таком ничтожном количестве (1/3000), что их присутствие не играет никакой особенной роли. Хорошее кали имеет вид больших ромбоидальных призм, совершенно сухих, прозрачных и белых, на языке оставляет горький, прохлаждающий, вяжущий, но отнюдь не солёный вкус, очень легко расходится в воде, но не скоро сыреет и, посыпанное на горячие уголья, расплывается и горит фиолетовым или бело-красным огнём, причём образует живое, яркое пламя, но не даёт искр и не отбивает пены. Хорошая, чистая селитра может при хорошей погоде выстоять два-три дня на открытом воздухе, не особенно сырея. Для пробы нередко делают этот опыт, притом взвешивая данное количество на точных весах до и после выветривания: чем селитра станет тяжелее (т.е. чем больше она наберётся влаги), тем она хуже.

Сырую селитру следует высушить, а для этого истолочь на не особенно мелкие куски, продержать в течение нескольких часов на горячей печке, пока кристаллы не потеряют прозрачности, ещё горячую поместить в нагретую ступку, измельчить в порошок, просеять и ссыпать в бутылку, которую закупорить герметично.

Относительно чистоты калиевой селитры заметим, что при покупке у перворазрядных фирм следует предпочитать мелкие кристаллы и даже «осыпь» (порошок, Salpetermehl) крупным кускам; но если фирма ненадёжна, то лучше самому очистить селитру и приготовить порошок, т.к. в нём не только встречается примесь соли, но ещё и подмесь значительно более дешёвого суррогата, а именно чилийской или кубической селитры, называемой в технологии и химии «азотнокислым натром» (Natronsalpeter, Natrum nitricum). Последняя, если её хорошенько просушить и держать в герметично закупоренных сосудах, годится для искристых составов, но в смеси с калиевой селитрой она окрашивает пламя в светло-жёлтый цвет и, главное, она до того гигроскопична, что быстро сыреет и склеивается в глыбы, так что способна вовсе не загореться.

Чистоту калиевой селитры пробуют двумя способами: чтобы узнать, содержит ли она азотнокислый натр, налейте немного безводного спирта в железную ложку, опустив несколько кристалликов, и зажгите; если на краях пламени получится лиловый или фиолетовый огонь, то селитра чиста; если огонь сплошь жёлтый, как воск, то примесь натра несомненна. За неимением спирта или железной ложки пробу можно производить и простыми горячими углями: калий горит фиолетовым огнём, а натр — жёлтым.

Чтобы узнать, содержит ли селитра примесь поваренной соли (хлористого натра) или хлористого кали, аммиака и т.д., распустите несколько кристалликов в дистиллированной воде, а затем прибавьте несколько капель раствора ляписа (азотнокислого серебра). Если в смеси образуется молочная муть и затем осядут творожистые хлопья, то примесь посторонних солей несомненна. В небольшом количестве эта примесь безвредна, но при сильной мути следует очистить селитру и, вместе с тем, удобно тут же её измельчить.

Для этой цели берут каменную или хотя бы медную (но только отнюдь не железную) кастрюлю, наполняют её кипятком, которому дают ещё раз вскипеть на несильном (лучше всего — угольном) огне. Всыпают смесь толчёной сырой селитры с порошком квасцов (на каждый фунт селитры по 1/4 золотника квасцов) и, постоянно помешивая палочкой, снимают накипь ложкой.

Квасцы прибавляются отдельно, ради лучшего выделения этой накипи; воды должно быть лишь настолько, чтобы покрыть смесь. Когда накипь вся сойдет, то надо продолжать мешать до тех пор, пока вся вода не испарится, причём огонь должен быть не слишком сильный, чтобы селитра не подгорала (именно ввиду этого и избегаются металлические, а больше всего — железные или чугунные котлы). По окончательной просушке на этом огне остаются мелкие, абсолютно белые кристаллики, которые следует ещё раз протолочь в ступке, доведя их до состояния муки, и просеять. Такая мука называется «варёной селитрой»; невысеявшиеся грубые куски следует подвергать вторичной варке.

Подобная операция не даёт химически чистой селитры: для этого следовало бы повторить варку несколько раз; но для фейерверков и этого достаточно.

Калиевая селитра — одно из самых важных оснований горючих составов: при сильном калении селитра не только плавится, но и выделяет пузырьки кислорода, так что в результате остается почти один калии. Это свойство выделять кислород даёт селитре и её смесям возможность гореть в безвоздушном пространстве, т.к. селитра сама доставляет главный материал для горения. В порохе, например, т.е. в смеси селитры с серой и углем, последние два ингредиента служат только для воспламенения и поддержки горения состава; окисление же зависит исключительно от селитры.

Вследствие этого быстроту и силу горения многих составов значительно увеличивают примесью селитры, тем более что сама по себе селитра даёт яркое, сильное пламя; но «активности» этой не всегда достаточно: чаще всего требуются ещё гораздо более сильные агенты.

«Красная», или дымящаяся, азотная кислота, служащая для приготовления пироксилина, нитроглицерина, гремучей ртути и т.п. составов, получается из смеси 2 частей азотно-натриевой соли и 1 части серной кислоты и состоит из насыщенного раствора двуокиси азота в бесцветной дымящейся азотной кислоте. В перегоне образует красно-жёлтую жидкость, на воздухе выделяет красно-бурые пары, при -49°R застывает в красно-бурую массу; удельный вес — 1,552; отличается особою способностью сильного окисления.

Для приготовления дымящейся азотной кислоты к смеси серной кислоты и селитры прибавляют вещество, разлагающее азотную кислоту: прежде брали серу, теперь — крахмальную муку. Способ приготовления, по Бруннеру, следующий: 100 частей селитры и 3,5 частей крахмала обливаются в реторте 100 частями серной кислоты (удельный вес 1,85); реторту наполняют до 1/3. Перегонка начинается без постороннего нагревания, но до конца доводится посредством слабого подогревания. 100 частей азотно-калиевой соли дают около 60 частей сильно окрашенной дымящейся азотной кислоты.

Дымящаяся азотная кислота, даже при 29°R, может воспламенить сухую упаковку, поэтому необходимо пропитать солому, дерево и т.д. насыщенным на холоде раствором глауберовой или горькой соли и т.п. веществами.

Техническое применение дымящейся азотной кислоты основано на свойстве разлагаться при действии на известные вещества: окись азота, двуокись азота и кислород; последний образует с данными веществами окислы или окисляет их в особые соединения. Двуокись азота соединяется со многими органическими веществами и образует «нитросоединения» (пикриновая кислота, нитроглицерин, пироксилин и т.д.). Многие металлы растворяются в не слишком крепкой азотной кислоте, а от более продолжительного действия разрушаются. Некоторые органические вещества, не содержащие азота (клетчатка, крахмал, глюкоза), окисляются азотной кислотой в щавелевую кислоту. Непродолжительное действие очень слабой азотной кислоты превращает крахмальную муку в декстрин, а крепкой — во взрывчатый нитрокрахмал.

Источник: www.bb-salut.ru

Калиевая селитра — применение удобрения: что такое, как сделать, внесение

Растениеводство

Что такое калиевая селитра?

Калийной селитрой называется удобрение, относящееся к калийно-азотным составам. Отличается от кальциевой селитры, являющейся преимущественно азотной подпиткой для кислых почв, тем, что может использоваться и как азотная, и как калиевая подкормка для всех типов грунта.

Средство применимо для любых огородных, садовых культур, декоративных цветов на любой стадии периода вегетации.

Форма выпуска

Калиевую селитру расфасовывают в полиэтиленовые пакеты различного объёма. Для личных приусадебных хозяйств можно найти пакеты с массой вещества от 0,5 до 5 кг. Сельскохозяйственные предприятия закупают селитру в мешках массой 25 и 50 кг.

Селитра выпускается в форме порошка и имеет свойства уплотняться и слёживаться, поэтому хранить открытый пакет следует в ёмкости без доступа воздуха.

Хорошая растворимость в воде делает это удобрение применимым в системах гидропоники и для внесения путём капельного полива.

Характеристика и химический состав

Азотнокислый калий (формула — KNO3), называемый калиевой селитрой, относится к неорганическим соединениям. Имеет вид кристаллического вещества, не имеющего цвета и выраженного запаха, гигроскопичного. Отличается хорошей растворимостью в воде.

По сути, является калиевой солью азотной кислоты, в составе которой можно видеть:

• калий – 46%;
• азот – 13%.

Свойства этой минеральной подпитки таковы, что элементы, входящие в ее состав, не блокируют друг друга и полностью усваиваются растениями.

Калийную селитру относят к окислителям почв. Вещество взрыво- и пожароопасно. В отношении живых организмов малотоксично.

Для применения на приусадебном участке наиболее удобно использовать покупную жидкую калийную селитру Фаско, являющуюся концентрированным универсальным комплексным удобрением.

Фото внешнего вида калиевой селитры

Азот ускоряет рост и развитие корней, вегетативной массы, калий улучшает всасывание корнями питательных веществ из почвы. Также этот вид селитры улучшает дыхание клеток листвы, так как служит катализатором ряда биохимических процессов, происходящих в растениях. В результате клетки листвы насыщаются кислородом, который стимулирует иммунитет, повышает устойчивость растений к основным болезням и нападению вредителей.
В результате применения калиевой селитры овощные, цветочные и плодово-ягодные культуры становятся более крепкими, а их урожайность повышается.
В эффективности калиевой селитры дачники убедились еще несколько десятилетий назад. И с тех пор этот препарат применяют в качестве дополнительной подкормки тех культур, которым противопоказаны удобрения, в составе которых присутствует хлор.

Получение

В Средние Века и Новое Время (когда активно использовали порох) для получения нитрата калия служили селитряницы — кучи из смеси навоза (и других перегнивающих компонентов) с известняком, строительным мусором и прочим известняковым материалом с прослойками из соломы или хвороста, накрытые дёрном для удерживания образующихся газов. При гниении навоза образовывался аммиак, который накапливаясь в прослойках из соломы, подвергался нитрификации и превращался вначале в азотистую, а затем в азотную кислоту. Последняя, взаимодействуя с известняком, давала Ca(NO3)2, который выщелачивался водой. Добавка древесной золы (состоящей в основном из поташа) приводила к осаждению CaCO3 и получению раствора нитрата калия; нередко золу добавляли сразу в кучу вместо известняка, тогда калиевая селитра получалась сразу.

Ca(NO3)2 + K2CO3 ⟶ 2KNO3 + CaCO3↓

Реакция поташа с кальциевой селитрой (нитратом кальция) является самой древней из используемых человеком для получения нитрата калия и популярна до сих пор. Вместо поташа, впрочем, сейчас в лабораториях чаще всего используют сульфат калия, реакция очень похожа:

Ca(NO3)2 + K2SO4 ⟶ 2KNO3 + CaSO4↓

Первый способ применялся вплоть до 1854 г., когда немецкий химик К. Нёльнер изобрел производство нитрата калия, основанное на реакции более доступных и дешевых хлорида калия и нитрата натрия, доступного в виде чилийской селитры:

KCl + NaNO3 ⟶ KNO3 + NaCl

Существует несколько других способов получения нитрата калия. Это взаимодействие нитрата аммония и хлорида калия с образованием нитрата калия и хлорида аммония, последний легко отделяется:

KCl + NH4NO3 ⟶ KNO3 + NH4Cl

— наиболее применимая после реакции нитрата кальция с карбонатом или сульфатом калия.

KOH + HNO3 ⟶ KNO3 + H2O — в основном, демонстрационная реакция соответствующей кислоты и основания 21K + 26HNO3 ⟶ 21KNO3 + NO↑ + N2O↑ + N2↑ + 13H2O — тоже демонстрационная реакция соответствующих кислоты и металла. K2O + 2HNO3 ⟶ 2KNO3 + H2O — демонстрационная реакция соответствующего щелочного оксида с соответствующей кислотой.

Источник: premier-agro.ru