Нитрат калия KNO3: свойства, получение, применение

Нитрат калия KNO3 — средняя растворимая соль, образованная сильным основанием и сильной азотной кислотой, молярная масса 101 г/моль.

Ключевые факты

Формула
KNO3
Класс
соль (средняя, растворимая, окислитель)
Молярная масса
101 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 101,11 г/моль
Другие названия
калийная селитра; индийская селитра
Состояние
твёрдое кристаллическое вещество
Степени окисления
K +1, N +5, O −2
Связи
ионная между K+ и NO3−, внутри нитрат-иона ковалентная полярная
Кристаллическая решётка
ионная
Среда раствора
нейтральная

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое нитрат калия?

Нитрат калия, или калийная селитра, — старейший компонент чёрного пороха и одновременно ценное удобрение, в котором есть сразу два питательных элемента: калий и азот. Свойства соли определяет нитрат-ион, где азот находится в высшей степени окисления +5.

Это сильный окислитель при сплавлении и при нагревании, но в растворе соль ведёт себя спокойно: основание KOH и азотная кислота обе сильные, гидролиза нет и среда нейтральная. Все нитраты растворимы, поэтому осадков в обменных реакциях нитрат калия не даёт.

Какие физические свойства у нитрата калия?

Физические свойства: нитрат калия KNO3
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниетвёрдое кристаллическое вещество
Цвет и запахбесцветные или белые кристаллы, без запаха
Растворимость в водеоколо 32 г в 100 г воды при 20 °C, резко растёт при нагревании
Температура плавленияоколо 334 °C
Среда растворанейтральная, рН около 7

Какие химические свойства у нитрата калия?

Главное свойство нитрата калия — окислительная способность при нагревании и в расплаве. Осадки при обмене в растворе он не даёт, поэтому типичные реакции — разложение, вытеснение кислоты и сплавление с восстановителями.

  1. Термическое разложение: выделяется кислород2KNO3 → 2KNO2 + O2↑Условия: нагревание
  2. С концентрированной серной кислотой: вытесняется азотная кислотаKNO3 + H2SO4 → KHSO4 + HNO3Условия: концентрированная кислота, нагревание
  3. Горение чёрного пороха2KNO3 + S + 3C → K2S + N2↑ + 3CO2↑
  4. Окисление свинца при сплавленииKNO3 + Pb → KNO2 + PbOУсловия: сплавление
  5. Электролиз водного раствора: разлагается вода2H2O → 2H2↑ + O2↑Условия: электролиз раствора

Нитраты калия, натрия и многих других металлов при нагревании разлагаются по-разному: у активных металлов до нитрита и кислорода, а у менее активных до оксида, диоксида азота и кислорода. Нитрат калия относится к первой группе.

Как получают нитрата калия?

В промышленности

Самый распространённый способ — конверсия: раствор нитрата натрия смешивают с хлоридом калия при нагревании. Нитрат калия при охлаждении кристаллизуется, потому что его растворимость сильно зависит от температуры.

  • NaNO3 + KCl ⇄ KNO3 + NaCl

В лаборатории

В лаборатории нитрат калия получают нейтрализацией азотной кислоты щёлочью или карбонатом калия. Во втором случае выделяется углекислый газ.

  • KOH + HNO3 → KNO3 + H2O
  • K2CO3 + 2HNO3 → 2KNO3 + H2O + CO2↑

Как распознать нитрат калия? Качественная реакция

Нитрат-ион определяют так: к раствору добавляют медь и концентрированную серную кислоту и нагревают, выделяется бурый газ диоксид азота. Ион калия узнают по фиолетовой окраске пламени.

  • 2NO3− + Cu + 4H+ → Cu2+ + 2NO2↑ + 2H2O

Где применяют нитрата калия?

  • калийно-азотное удобрение без хлора для овощей, цветов и теплиц;
  • чёрный порох и пиротехнические составы;
  • пищевая добавка E252: консервант при посоле мяса;
  • производство стекла и зубные пасты для чувствительных зубов.

Меры предосторожности. Окислитель: смеси с горючими веществами, серой, углём и сахаром легко воспламеняются и могут взорваться. Хранить нужно отдельно от горючих материалов.

Чему равна молярная масса нитрата калия?

M(KNO3) = 39 + 14 + 3·16 = 101 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 101,11 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где нитрат калия встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса нитрата калия?

M(KNO3) = 39 + 14 + 3·16 = 101 г/моль. По массам IUPAC до сотых получается 101,10 г/моль.

Что такое калийная селитра и чем она отличается от натриевой?

Калийная селитра — тривиальное название нитрата калия, натриевая — нитрата натрия. Обе соли растворимы и окисляют при нагревании, но калийная менее гигроскопична, поэтому из неё делают порох.

Почему при разложении нитрата калия остаётся нитрит, а не оксид?

Школьное правило: нитраты металлов, стоящих в ряду напряжений до магния, при нагревании теряют часть кислорода и превращаются в нитриты. Калий находится в самом начале ряда, поэтому его нитрат разлагается именно так.

Из чего состоит чёрный порох?

Из нитрата калия, угля и серы. Нитрат калия — окислитель, уголь и сера — горючие компоненты, а в продуктах горения образуются сульфид калия, азот и углекислый газ.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: калий K, азот N, кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники