پتاسیم نیترات چیست و چه کاربردی دارد؟

مطالعات جدید نشان می دهند که پتاسیم نیترات یک ترکیب شیمیایی مهم است که در برخی از مواد غذایی و کودها استفاده می شود.
این ماده که  به عنوان نیترات نمک یا نیتر شناخته می شود، یک ترکیب شیمیایی متشکل از پتاسیم، نیتروژن و اکسیژن است. این ماده شیمیایی از گذشته تا کنون کاربردهای فراوانی داشته از جمله استفاده به عنوان کود و مهمترین کاربرد آن از لحاظ تاریخی به عنوان جزئی از باروت بوده است. با گذشت زمان استفاده از آن به عنوان ماده منفجره توسط دینامیت و TNT تقریباً منسوخ شده است، اما امروزه هنوز در پرایمرهای توپخانه، فیوزهای نارنجک دستی و آتش بازی استفاده می شود.

پتاسیم نیترات از سه عنصر شیمیایی اساسی تشکیل شده است: پتاسیم یک فلز نرم، سبک و سفید نقره ای. نیتروژن یک گاز بی رنگ و بی بو؛ و اکسیژن، یکی دیگر از گازهای رایج. هنگامی که این سه عنصر در نسبت های مناسب واکنش نشان می دهند، ترکیبی سفید رنگ به نام نیتر یا پتاسیم نیترات را تشکیل می دهند که دارای فرمول شیمیایی KNO3 است. این ترکیب طبیعی که پوسته های شیشه ای مایل به سفید نازک را روی سنگ ها تشکیل می دهد، می تواند در مناطق سرپناهی مانند غارها و به ویژه در خاک های غنی از مواد آلی یافت شود. تا جنگ جهانی اول ایالات متحده بیشتر پتاسیم نیترات خود را وارد می کرد. از اروپا جایی که از بستر دریاهای باستانی استخراج شده است. هنگامی که این منابع در طول جنگ در دسترس نبود، دریاچه های شور در کالیفرنیا تامین کننده اصلی نیتر شدند.

اگر تمایل به خرید پتاسیم نیترات دارید، مهم است قبل از خرید به جوانب مختلف محصول توجه کنید. فراهمی حجم محصول، درصد خلوص، نرخ ارز و شرکت تولیدکننده از جمله عوامل مهم در تعیین قیمت نهایی هستند. به یاد داشته باشید که قیمت پتاسیم نیترات متاثر از عوامل متعددی است

پتاسیم نیترات چیست؟

پتاسیم نیترات که saltpetre یا نیتر نیز نامیده می شود یک ماده جامد سفید محلول در آب است که از کریستالیزاسیون جزئی نیترات سدیم و محلول های کلرید پتاسیم تشکیل می شود. به طور طبیعی به صورت نیتر در سنگ های هند، آفریقای جنوبی و برزیل وجود دارد. وقتی گرم می شود تجزیه می شود و نیتریت و اکسیژن تولید می کند. بر خلاف نیترات سدیم، غیر خورنده است. پتاسیم نیترات در باروت، کود و در تهیه آزمایشگاهی اسید نیتریک استفاده می شود.

پتاسیم نیترات رایج ترین عامل حساسیت زدایی در خمیر دندان های بدون نسخه است. در غلظت 5 درصد، پتاسیم نیترات همراه با سدیم یا مونوفلورو فسفات فلوراید به طور قابل توجهی علائم را در عرض 2 هفته از مصرف روزانه کاهش می دهد. یون های پتاسیم در طول لوله عاجی نفوذ می کنند و از رپولاریزاسیون انتهای عصب جلوگیری می کنند.

برای به حداقل رساندن عود علائم، حفظ فراوانی بالای یون های پتاسیم خارج سلولی و هیپرپلاریزه نگه داشتن اعصاب بین دندانی، باید روزانه از خمیر دندان پتاسیم نیترات استفاده شود. پتاسیم نیترات که گاهی به نیتر نمک نیز معروف است، به صورت گل آبی در غارها و خاک های بیابانی یافت می شود.

تاریخچه پتاسیم نیترات

انسان ها هزاران سال است که از پتاسیم نیترات استفاده می کنند. یکی از اولین سوابق مکتوب ذکر شده از آن برگرفته از یک متن سانسکریت هندی باستانی (تدوین شده بین 300 قبل از میلاد و 300 بعد از میلاد) است که به استفاده از دود سمی آن در جنگ اشاره می کند.

در سال 1270، شیمیدان سوری، حسن الرماح، یک فرآیند تصفیه را برای به دست آوردن پتاسیم نیترات خالص شده از پتاسیم نیترات را توصیف کرد. ابتدا پتاسیم نیترات را در مقدار کمی آب می جوشانند و سپس با کربنات پتاسیم حاصل از خاکستر چوب واکنش می دهند. این کار نمک های کلسیم و منیزیم را به صورت رسوب حذف می کند و محلول پتاسیم نیترات باقی می ماند. تبخیر مایع باعث تولید ماده شیمیایی شد که برای تولید باروت استفاده می شد.

فرآیند دیگری از نیتراری استفاده می کند. این فرآیند شامل دفن فضولات حیوان یا انسان در زمین و سپس آبیاری آن است تا در نهایت پتاسیم نیترات از گل دهی روی زمین ظاهر شود. سپس، کارگران کریستال ها را جمع آوری کردند و مواد شیمیایی را در دیگ بخار متمرکز کردند.

تا جنگ جهانی اول، تولید صنعتی پتاسیم نیترات از فرآیند Birkeland-Eyde استفاده می کرد. این در اصل تثبیت نیتروژن صنعتی است، جایی که قوس الکتریکی با نیتروژن و اکسیژن موجود در هوا واکنش نشان می دهد و اسید نیتریک و آب می سازد. واکنش اسید نیتریک با یک ترکیب پتاسیم باعث تولید پتاسیم نیترات شد.

در نهایت فرآیند هابر و فرآیند استوالد جایگزین فرآیند Birkeland-Eyde شدند.

تولید پتاسیم نیترات

پتاسیم نیترات از مخلوط کردن نیترات آمونیوم و هیدروکسید پتاسیم تولید می شود.

NH4NO3(aq)+KOH(aq)→NH3(g)+KNO3(aq)+H2O(l)

روش دیگر تولید KNO3 ترکیب نیترات آمونیوم و کلرید پتاسیم است. به راحتی به عنوان یک جایگزین نمک بدون سدیم به دست می آید.

NH4NO3(aq)+KCl(aq)→NH4Cl(aq)+KNO3(aq)

پتاسیم نیترات همچنین می تواند با خنثی کردن اسید نیتریک با هیدروکسید پتاسیم ساخته شود. این واکنش یک واکنش بسیار گرمازا است.

KOH(aq)+HNO3→KNO3(aq)+H2O(l)

در مقیاس صنعتی پتاسیم نیترات توسط واکنش جابجایی مضاعف بین نیترات سدیم و کلرید پتاسیم تولید می شود.

NaNO3(aq)+KCl(aq)→NaCl(aq)+KNO3(aq)

ویژگی های شیمیایی پتاسیم نیترات

• وزن مولکولی یا جرم مولی پتاسیم نیترات 101.1032 گرم بر مول است.
• چگالی پتاسیم نیترات 2.109 گرم بر سانتی متر مکعب است.
• همچنین نقطه جوش و نقطه ذوب پتاسیم نیترات به ترتیب 400 درجه سانتی گراد و 334 درجه سانتی گراد است.
• پتاسیم نیترات یک کریستال اورتورومبیک است. در دمای 129 درجه سانتیگراد یا 264 درجه فارنهایت به یک سیستم مثلثی تبدیل می شود.
• پتاسیم نیترات به طور متوسط در آب محلول است. حلالیت آن با دما افزایش می یابد. پتاسیم نیترات خیلی مرطوب نیست. حدود 0.03 درصد آب را در رطوبت نسبی 80 درصد طی 50 روز جذب می کند.
• پتاسیم نیترات در الکل نامحلول است و سمی نیست. به طور انفجاری با عوامل کاهنده واکنش نشان می دهد.
• پتاسیم نیترات از یک ساختار کریستالی متعامد تشکیل شده است. علاوه بر این، این ساختار در دمای اتاق رخ می دهد. علاوه بر این، این ساختار در دمای 129 درجه سانتیگراد به یک سیستم مثلثی تبدیل می شود.
• پتاسیم نیترات مطمئناً به طور متوسط در آب محلول است. با این حال، حلالیت آن با دما افزایش می یابد.
• علاوه بر این، محلول آبی احتمالا خنثی است، که pH 6.2 را در 14 درجه سانتیگراد نشان می دهد. همچنین، این برای محلول 10 درصدی پودر تجاری انجام می شود.
• ماهیت این ماده  خیلی مرطوب نیست. علاوه بر این، حدود 0.03 درصد آب را طی 50 روز در رطوبت نسبی 80 درصد جذب می کند.
• همچنین در الکل نامحلول است. علاوه بر این، این ترکیب سمی نیست. این ترکیب احتمالاً با عوامل کاهنده واکنش انفجاری می دهد. با این حال، این ترکیب به خودی خود انفجاری نیست.

موارد استفاده پتاسیم نیترات (KNO3)

محصولات خانگی

در خانه های مدرن، پتاسیم نیترات به عنوان یک عنصر در محصولات معمولی و روزمره استفاده می شود. هم خمیردندان حساس و هم محصولات سفید کننده دندان حاوی پتاسیم نیترات هستند. نمک را می توان در پرایمر آرایش نیز یافت. کودهای مختلف، مخلوط گلدان ها و غذاهای گیاهی مورد استفاده در محوطه سازی دارای پتاسیم نیترات هستند و پاک کننده های کنده نیز حاوی نمک هستند. برخی از سموم دفع آفات گاز کارتریج حاوی پتاسیم نیترات هستند.

محصولات کشاورزی

تعدادی از محصولات کشاورزی از پتاسیم نیترات به عنوان یک جزء استفاده می کنند. بخورهای پیروتکنیک برای کنترل جوندگان، حشرات و سایر آفات حاوی پتاسیم نیترات هستند. این کارتریج ها برای کنترل زنبورها، اسکنک ها، کایوت ها و سایر حیواناتی که مزارع و محصولات را تحت تاثیر قرار می دهند، گازهای کشنده آفات را در حفره ها تولید می کنند. پتاسیم نیترات به دلیل وجود آن در طبیعت معمولاً اثرات منفی زیست محیطی ایجاد نمی کند. خطر اصلی آن به عنوان یک ماده بخور حفره برای حیواناتی مانند جغدهای حفاری است که ممکن است در همان لانه های آفات زندگی کنند. پتاسیم نیترات همچنین در بسیاری از کودهای مورد استفاده در کشاورزی یافت می شود.

محصولات صنعتی

صنایع مختلف بر پتاسیم نیترات به عنوان یک ماده یا ماده مفید دیگر تکیه دارند. استفاده از آن به عنوان نگهدارنده مواد غذایی به قرون وسطی باز می گردد. آتش بازی، باروت، کبریت و پودرهای انفجار نشان دهنده محصولات محترقه حاوی این نمک است. سوخت موشک همچنین ممکن است حاوی پتاسیم نیترات باشد. این نمک در پخت فولاد و تولید شیشه مفید است. پتاسیم نیترات همچنین در تحقیقات دندانپزشکی وجود دارد و صنایع شیمیایی برای حفظ دمای اطراف راکتورها و همچنین برای ساخت سایر مواد شیمیایی به پتاسیم نیترات متکی است.

پتاسیم نیترات همچنین در بخش انرژی های تجدیدپذیر به عنوان یک عنصر اصلی در “نمک خورشیدی”، یک نمک مذاب که به عنوان ذخیره گرما در نیروگاه های خورشیدی استفاده می شود، خدمت می کند. گرمای ذخیره شده بیشتر برای تولید بخار برای تولید برق استفاده می شود. این مخلوط نمک مذاب به دلیل پایداری حرارتی بالا، هزینه کم و فشار بخار کم، ذخیره گرمای معقولی را فراهم می کند.

اکسید کننده

Blackpowder از فرمول پتاسیم نیترات به عنوان اکسید کننده استفاده می کند که احتمالاً شناخته شده ترین کاربرد آن است. پودر سیاه به عنوان تنها منبع انرژی انفجاری در جهان برای همه سلاح های گرم از آغاز زمان تا اواخر دهه 1880 عمل می کرد. پس از آن، کوردیت، یک پودر بدون دود، به پودر انتخابی برای توپخانه بزرگ و سلاح های کوچک تبدیل شد. هم موتورهای موشک پودر سیاه و هم «آب نبات موشکی» که با سوخت های مختلف از جمله قند ایجاد می شود، هنوز از پودر سیاه استفاده می کنند. بمب های دودزا و دیگر آتش بازی ها نیز از آن استفاده می کنند. علاوه بر این، برای حفظ سوختن مداوم تنباکو روی سیگار استفاده می شود و برای اطمینان از احتراق کامل کارتریج های کاغذی رولورهای کلاهک و توپ استفاده می شود.

فرآوری گوشت

فرمول پتاسیم نیترات از دوران باستان یا قرون وسطی جزء رایج در گوشت شور بوده است. ظهور فرآوری گوشت در مقیاس صنعتی با استفاده گسترده تر اخیر از نیترات ها همراه است. فرمول پتاسیم نیترات عمدتاً حذف شده است زیرا ترکیبات نیتریت سدیم، مانند “پودر پراگ” یا “نمک پخت” صورتی، نتایج سریع تر و ثابت تری ایجاد می کنند. با این حال، پتاسیم نیترات هنوز در بسیاری از غذاها مانند سالامی، ژامبون خشک، شیرینی و (در برخی کشورها) آب نمکی که برای تهیه گوشت گاو ذرت (گاهی همراه با نیتریت سدیم) استفاده می شود، استفاده می شود.

آماده سازی غذا

در آشپزی غرب آفریقا، پتاسیم نیترات (نمک) اغلب به عنوان یک عامل غلیظ کننده در سوپ‌ها و خورش‌هایی مانند سوپ بامیه و isi ewu استفاده می‌شود. همچنین می‌توان از آن برای تسریع فرآیند پخت و نرم کردن غذاهای سفت مانند لوبیا و گوشت در حین پخت آنها استفاده کرد. علاوه بر این، از نمک نیترات برای تهیه فرنی‌های خاصی مانند کونون کانوا که در هاوسا به معنای “فرنی نمکدان” استفاده می‌شود. همچنین، در جزایر شتلند (بریتانیا) از آن برای پختن گوشت به‌کار می‌رود تا گوشت گوسفندی reestit را درست کند.

همچنین این ماده در تولید سیگار و محصولات مراقبت پوستی به طور گسترده کاربرد دارد

ارزش غذایی پتاسیم نیترات

پتاسیم نیترات به طور موثر جذب می شود. برهمکنش هم افزایی K+ و NO3– باعث می شود گیاه جذب هر دو ماده مغذی را از طریق ریشه آسان تر کند. علاوه بر این، بار منفی نیترات و بار مثبت پتاسیم با یکدیگر میل ترکیبی دارند که احتمال جذب ذرات خاک را کاهش می دهد و زمان در دسترس بودن آن ها را طولانی تر می کند.

پتاسیم نیترات مقاومت دفاعی گیاه را در برابر بیماری ها افزایش می دهد. کربوهیدرات های با زنجیره کوتاه و تجمع نیتروژن غیر پروتئینی که به عنوان سدی در برابر باکتری ها، قارچ ها، نماتدها و ویروس ها عمل می کند، حذف می شوند. پتاسیم نیترات جذب آب در خاک را افزایش می دهد، شروع و انشعاب سیستم ریشه را تشویق می کند و گیاهان را نسبت به خشکی مقاوم تر می کند.

پتاسیم نیترات باعث حفظ آب در خاک می‌شود. این ماده با کنترل باز و بسته شدن روزنه‌های گیاهان، باعث کاهش تعرق آنها می‌شود و به این ترتیب باعث مصرف کمتر آب توسط گیاهان می‌شود. علاوه بر این، ارائه پتاسیم کافی به گیاهان باعث افزایش توانایی آنها در جذب آب از خاک می‌شود. از طرف دیگر، حضور پتاسیم نیترات موجب جلوگیری از تجمع نمک در خاک می‌شود و به گیاهان نیاز کمتری برای از بین بردن املاح از خاک می‌دهد.

پتاسیم نیترات (KNO3) خطرات سلامتی

به طور معمول مواد از نظر سمیت به سه دسته سمیت بسیار زیاد، متوسط ​​و کم تقسیم می شوند. در واقع نوع محافظت از خود در برابر مواد شیمیایی مانند پتاسیم نیترات به سمیت آنها و همچنین شکل فیزیکی آنها بستگی دارد. ورود مواد سمی مانند پتاسیم نیترات به بدن از طریق دستگاه تنفسی یکی از رایج ترین و خطرناک ترین راه های ورود این ماده به بدن است. بنابراین توصیه می شود که با این مواد در محیط های دارای تهویه مناسب کار کنید.  در مواجهه با مواد با سمیت متوسط، استفاده از ماسک های معمولی موجود در بازار توصیه می شود و راه اندازی سیستم های تهویه مناسب در کنار استفاده از ماسک می تواند برای محافظت از خود کافی باشد.

راه های مقابله با خطرات پتاسیم نیترات

قرار گرفتن در معرض احتمالی – پتاسیم نیترات در تجزیه و تحلیل شیمیایی، به عنوان یک افزودنی غذایی، در کودها و در داروها به عنوان گشادکننده عروق و همچنین به عنوان پادزهر در مواقع مسمومیت با سیانید مورد استفاده قرار می‌گیرد.

قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت – پتاسیم نیترات ممکن است تأثیرات جلوگیری‌کننده از تنفس داشته باشد و تماس با آن ممکن است سبب سوختگی چشم و پوست شود. تنفس غبار یا ذرات ممکن است باعث تحریک بینی، گلو، و ریه‌ها شود و منجر به سرفه با خلط گردد. قرار گرفتن در معرض به مقدار زیاد ممکن است باعث ادم ریه شود که یک وضعیت اورژانس پزشکی است و ممکن است چندین ساعت به تعویق بیافتد. این موضوع می‌تواند به مرگ منجر شود.

قرار گرفتن در معرض طولانی مدت – تماس مکرر با پوست باعث درماتیت، خشکی و ترک می شود. ممکن است باعث تحریک ریه شود، برونشیت ممکن است ایجاد شود. شواهد محدودی وجود دارد که نیتریت پتاسیم ممکن است به جنین در حال رشد آسیب برساند.

اگر علائمی ظاهر شود یا احتمال قرار گرفتن در معرض زیاد وجود داشته باشد، انجام آزمایش خون برای اندازه‌گیری متهموگلوبین می‌تواند مفید باشد. همچنین، بعد از تجربه معرض به میزان زیاد، در نظر گرفتن تست‌های عملکرد ریه و رادیوگرافی قفسه سینه توصیه می‌شود.

حقایق جالب درباره پتاسیم نیترات

پتاسیم نیترات با ترکیب کود، ملات یا خاکستر چوب، خاک، و مواد آلی مانند کاه، تولید می‌شد. این مخلوط در یک بستر مرطوب با ادرار نگه داشته می‌شد تا فرآیند تجزیه مواد آلی سریع‌تر اتفاق بیافتد. پس از گذشت یک سال، بستر به طور کامل آبیاری می‌شد و پتاسیم نیترات در آن حل شده و سپس با تبلور و فرآیند خالص‌سازی، به دست می‌آمد.

در سال 1862، رهبران ارتش کنفدراسیون به یک استاد شیمی در کالج کارولینای جنوبی دستور دادند تا به کشاورزان نحوه ساخت پتاسیم نیترات را آموزش دهد تا از عرضه کافی این ترکیب برای استفاده در ساخت باروت اطمینان حاصل کند.

باروت احتمالاً اولین بار در قرن یازدهم مورد استفاده قرار گرفت. فیلسوف طبیعی انگلیسی راجر بیکن (1214-1294) روشی را برای ساخت باروت در سال 1242 شرح داد.

تماس با گرد و غبار و بخار پتاسیم نیترات می‌تواند باعث تحریک پوست، چشم‌ها و سیستم تنفسی شود. علائم ممکن است شامل عطسه، سرفه، سرگیجه، خواب آلودگی و سردرد باشد. مصرف این ترکیب ممکن است منجر به حالت تهوع، استفراغ و درد شدید شکم شود. تماس با مقادیر زیاد این ترکیب ممکن است عواقب جدی‌تری داشته باشد، زیرا می‌تواند توانایی خون برای حمل اکسیژن را به خطر بیاندازد و باعث اختلال در آن شود. در چنین مواردی ممکن است فرد دچار تنگی نفس، کبودی پوست، آسیب جدی به کلیه ها، بیهوشی و حتی مرگ شود. افرادی که مستقیماً با پتاسیم نیترات کار می کنند، در معرض خطر ابتلا به چنین مشکلاتی هستند.

قیمت پتاسیم نیترات

پتاسیم نیترات به دلیل کاربردها و انواع مختلف بسته‌بندی، با خلوص‌های متفاوت به بازار عرضه می‌شود. اگرچه در طبیعت معمولاً در دیواره‌های غارها یافت می‌شود، اما به صورت صنعتی از ترکیب دو ماده، مس با اسید سولفوریک و اسید نیتریک، به عنوان یک اکسید کننده قوی تولید می‌شود. این ماده از زاویه کاربرد، به ویژه در صنعت کشاورزی و تولید کودهای شیمیایی، تأثیرگذاری زیادی دارد. به منظور رشد بهتر درختان پسته، سبزیجات، سیب زمینی و نیز تأمین مواد لازم برای آن ها، پتاسیم نیترات به کار می رود.

در واقع، این ترکیب یکی از مهم ترین عناصری است که در تقویت و رشد گیاهان تأثیرگذاری دارد. از این رو، استفاده از آن در کشاورزی به عنوان یک کود شیمیایی مؤثر، تأثیرات مثبت بسیاری بر روی عملکرد و کیفیت محصولات دارد. همچنین، به عنوان یک منبع پتاسیم برای گیاهان، نقش حیاتی در تعادل تغذیه ای گیاهان دارد و از اهمیت بسیاری برخوردار است.

پتاسیم نیترات خالص

پتاسیم نیترات در اشکال خالص با خلوص بسیار بالا و بدون رنگ تولید می شود، که به صورت شفاف و بدون هیچ گونه رنگ افزوده ای عرضه می شود. این ترکیب به عنوان یک ماده پایدار در صنایع مختلف به کار می رود. با PH خنثی و توان حلالیت بالا در آب، این محصول ویژگی های منحصربه فردی دارد.

استفاده از این ترکیب در خمیر دندان های مخصوصی که برای افرادی با دندان های حساس طراحی شده، بسیار رایج است. علاوه بر این کاربرد، در صنعت داروسازی نیز برای درمان بیماری آسم و کنترل فشار خون بالا به کار می رود. این ترکیب، علاوه بر کاربردهای ذکرشده، دارای جنبه های دیگری نیز است که از جمله مهمترین آن ها می توان به استفاده در صنعت نساجی برای فرایند رنگ برداری اشاره کرد. همچنین، در صنایع غذایی، این ماده  برای حفظ و بسته بندی مواد غذایی، به عنوان یک ماده حفظ کننده، کاربرد دارد.

خرید پتاسیم نیترات

یکی از اصلی ترین نگرانی های افراد فعال در صنعت شیمی، انتخاب یک فروشنده معتبر و با تضمین کیفیت برای خرید پتاسیم نیترات است. در این راستا، به منظور تقویت اعتماد بین فروشندگان و خریداران و همچنین اطمینان از کیفیت محصولات، به عنوان یک منبع معتبر مواد شیمیایی در ایران، اسپوتا شیمی تلاش می کند تا به عنوان یکی از شناخته ترین شرکت ها در زمینه تهیه و تولید مواد شیمیایی با شما همراه باشد. ما در اسپوتا شیمی در تلاش هستیم تا بهترین محصول را با بهترین قیمت و کیفیت در اسرع وقت در اختیار خریداران گرامی قرار دهیم.