Revisió del 20:23, 23 juny 2021 modifica Qllach (discussió \| contribucions) 16.908 edits Error fórmula Etiquetes: Edita des de mòbil Edició web per a mòbils Advanced mobile edit ← Edició anterior		Revisió del 23:55, 9 jul 2021 modifica desfés CarlesMartin (discussió \| contribucions) Administradors 435.080 edits Canvis menors, neteja, replaced: freqüentment → sovint AWB Edició següent →
Línia 7: El mot «salnitre» prové del llatí ''sal nitrum,''<ref>{{GDLC\|salnitre}}</ref> i aquest, del grec νίτρον ''nítron'', d'origen egipci, amb el significat de nitrat de potassi.<ref>{{GDLC\|nitre\|nom=nitre\|id=http://www.diccionari.cat/lexicx.jsp?GECART=0094162}}</ref> El mot de «salpetre» prové del llatí ''sal petrae'', que significa 'sal de pedra' o 'sal de Petra'. [[Petra d'Aràbia\|Petra]] és una zona de [[Jordània]] on grans dipòsits dels munts de fems de [[camell]] van proporcionar una font per a la producció de salnitre.<ref name=":0" /> [[Fitxer:2013-02-03 17-29-56-salpetre.jpg\|esquerra\|miniatura\|Eflorescència de nitrat de potassi]] La història del nitrat de potassi va lligat al de la [[pólvora]]. La pólvora negra és una barreja de salnitre, [[carbó vegetal]], i [[sofre]], en proporcions d'aproximadament un 75% de salnitre, un 15% de carbó vegetal i un 10% de sofre. Es desconeix la data exacta de la invenció de la [[pólvora]], però generalment es creu que fou al voltant de l'any 800 a la [[Xina]] o possiblement al món àrab, on els [[Alquímia\|alquimistes]] la descobriren casualment. El nitrat de potassi utilitzat en la pólvora s'obtenia a partir de dipòsits naturals. Les petites quantitats formades com a dipòsits d'[[eflorescència]] en parets de pedra humides es van identificar ja l'any 2000 aC. en escrits [[sumeris]]. L'ús de pólvora negra en armes apareix en els escrits xinesos que daten del {{segle\|XI}}. El filòsof, teòleg i científic anglès [[Roger Bacon]] (1220-1292) dugué a terme amplis estudis sobre la pólvora negra i sovint se li atribueix la introducció a Europa dels seus usos al segle XIII.<ref name=":0">{{Ref-llibre\|títol=The 100 most important chemical compounds : a reference guide\|url= https://www.worldcat.org/oclc/231688609\| editorial=Greenwood Press\|data=2007\|lloc=Westport, Conn.\|isbn=978-0-313-08057-9\|nom=Richard L.\|cognom=Myers}}</ref> [[Fitxer:Black Powder-1.JPG\|miniatura\|Pólvora negra]] A mesura que s'expandí l'ús de la pólvora negra amb el desenvolupament d'armes, la demanda de salnitre superà l'oferta, fet que s'agreujava en èpoques de guerra. Per satisfer la demanda de salnitre, es desenvolupà una indústria per produir-ne grans quantitats. El mètode depenia de la riquesa en nitrat de potassi dels dipòsits d'on s'obtenia la matèria primera. El procés de producció de salpetre implicava barrejar la brutícia amb cendres per mantenir el pH neutre i després refinant i separant el salnitre.<ref name=":0" />[[Fitxer:Process of refining of saltpetre and the instruments used. E Wellcome V0023590ER.jpg\|miniatura\|Refinament de nitrat de potassi]] A mesura que augmentava la demanda de salnitre, es crearen grans àrees de processament de salnitres. La producció a gran escala de salnitre implica la creació de llits de nitre, que eren caixes en què s'amuntegaven fems i matèria orgànica vegetal. Aquests llocs requerien l'addició de calç o altres materials bàsics per neutralitzar els àcids que s'havien format. Els llits eren tractats amb aigua per mantenir-los humits, però calia protegir-los dels elements i evitar que els nitrats es rentessin. El procés de reg sovint utilitzava orina o aigua de fems des de la neteja de corrals i estables fins a fomentar la producció. Els llits es removien ~~freqüentment~~sovint i la incorporació de material vegetal augmentava la matèria orgànica i la porositat de la pila per assegurar-se que els residus tinguessin una exposició adequada a l'oxigen. Els llits de nitre eren similars al compostatge.<ref name=":0" /> Després d'un període de diversos mesos o anys, els residus tractats eren lixiviats, i el lixiviat es processava encara més per augmentar la producció de nitrat de potassi en lloc d'altres nitrats com el de magnesi o el de sodi. Aquest pas implicava el tractament amb cendres, que eren una font de potassa (carbonat de potassi). El darrer pas implicava separar el salnitre de la solució d'altres sals. Perquè el nitrat de potassi és molt més soluble que la sal comuna o clorur de sodi en aigua calenta, la solució es bullia i el nitrat de potassi es concentrava en la porció líquida, mentre que es retirava el clorur de sodi precipitat. La solubilitat del nitrat de potassi disminueix ràpidament a mesura que disminueix la temperatura, però la solubilitat del clorur de sodi és bastant constant amb la temperatura. Un cop finalitzat el procés de separació inicial per sobre, el líquid es refredava i es precipitava nitrat de potassi. Fins i tot després del procés de separació, el salnitre contenia impureses i un producte típic podria consistir en només un 75% de nitrat de potassi. La quantitat és generalment suficient per a propòsits generals, però aquest producte podria ser més refinat utilitzant diverses tècniques per obtenir salnitre d'alt grau. Aquestes tècniques s'utilitzaven quan es desitjava pólvora negra d'alta qualitat com la produïda pels francesos sota [[Antoine Lavoisier]] (1743–1794) a finals del segle XVIII i el seu alumne [[Eleuthère Irénée du Pont de Nemours]] (1771–1834). Aquest emigrà a Amèrica i fundà l'empresa [[DuPont]], per a fabricar pólvora i que es convertí en l'empresa química més gran dels Estats Units.<ref name=":0" /> Línia 21: == Estat natural == Els nitrats es formen en zones, anomenades nitreres,<ref>{{DIEC\|nitrera}}</ref> en què s'han acumulat durant molts d'anys residus animals com la brutícia de [[~~Graner\|graners~~graner]]s, [[~~Estable\|estables~~estable]]s, sestadors, [[~~Corral\|corrals~~corral]]s, [[Cova\|coves]] o [[Celler (estança)\|cellers]]. Aquests llocs han d'estar situats on la pluja o els corrents d'aigua no puguin rentar el salnitre o el vent granar-lo. Els compostos d'[[amoníac]] de l'[[orina]] dels residus fecals a les nitreres, a causa de la intervenció de diferents microorganismes, pateixen [[nitrificació]] per produir [[~~Nitrat\|nitrats~~nitrat]]s, que es combinen amb potassi al sòl per formar salnitre. La nitrificació implica dos passos: 1) Conversió de l'amoníac <chem>NH3</chem> i l'[[amoni]] <chem>NH4+</chem> primer en [[nitrit]] <chem>NO2-</chem> , procés que realitzen els bacteris anomenats d'oxidació de l'amoni (gèneres ''[[Nitrosomonas]]'', ''[[Nitrosococcus]]'', ''[[Nitrosospira]]'', ''[[Nitrosolobus]]'' i ''[[Nitrosovibrio]]''):<ref name=":2">{{Ref-llibre\|títol=Sustainable Biofloc Systems for Marine Shrimp\| editorial=Academic Press\|data=2019-01-01\|isbn=978-0-12-818040-2\|doi=10.1016/b978-0-12-818040-2.00006-x\|llengua=en anglès \|capítol=System Treatment and Preparation\|urlcapítol=https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818040-2.00006-X}}</ref> <chem display="block">NH3 + O2 -> NO2- + 3H+ + 2e-</chem><chem display="block">2NH4+ + 3O2 -> 2NO2- + 4H+ + 2H2O</chem> Línia 43: == Obtenció == [[Polònia]] és el primer país per la producció de nitrat de potassi al món. El 2018, la producció de nitrat de potassi a Polònia era de 9~~ ~~ 161 tones, la qual cosa representa pràcticament el 100 % de la producció mundial de nitrat de potassi. Els quatre següents països eren [[Luxemburg]], [[Eslovènia]], [[Xipre]] i [[Kirguizistan]], amb produccions molt baixes.<ref>{{Ref-web\|títol=Potassium nitrate production by country, 2020 - knoema.com\|url= https://knoema.com//atlas/topics/Agriculture/Fertilizers-Production-Quantity-in-Nutrients/Potassium-nitrate-production?baseRegion=IL\| consulta=2021-04-28\|llengua=~~en-US~~ anglès}}</ref> === A partir de nitrat de calci === Línia 49: S'han desenvolupat diversos processos per a l'obtenció de nitrat de potassi a partir de [[nitrat de calci]] <chem>Ca(NO3)2</chem>, que és un subproducte d'altres processos, com ara la digestió de fosfat de roca amb àcid nítric. Amb [[sulfat de potassi]] <chem>K2SO4</chem> com a producte de partida, es produeix [[sulfat de calci]] <chem>CaSO4</chem> poc soluble, que és pot separar fàcilment. <chem display="block">Ca(NO3)2 + K2SO4 -> 2 KNO3 + CaSO4</chem>Aquesta és la base per al procés senzill de Víctor, que fou emprat després de 1951 a Alemanya durant diverses dècades per a la fabricació de nitrat de potassi. En un altre procés proposat, la pedra calcària, carbonat de calci <chem>CaCO3</chem>, és fa reaccionar amb àcid nítric per formar nitrat de calci. Els cristalls de nitrat de potassi són aïllats amb una puresa del 99,5 %.<ref name=":4">{{Ref-llibre\|títol=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry\|cognom=Laue\|capítol=Nitrates and Nitrites\|cognom4=Wiegand\|nom4=Karl Wilhelm\|cognom3=Scheibler\|nom3=Erich\|cognom2=Thiemann\|nom2=Michael\|nom=Wolfgang\|llengua=en anglès \|doi=10.1002/14356007.a17_265\|pàgines=a17_265\|isbn=978-3-527-30673-2\|lloc=Weinheim, Germany\|data=2000-06-15\| editorial=Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA\|urlcapítol=14356007.a17_265}}</ref> [[Fitxer:KNO3 (grobkristallin).jpg\|miniatura\|Cristalls de nitrat de potassi observats amb microscopi]] Línia 58: === A partir de clorur de potassi i àcid nítric === El clorur de potassi <chem>KCl</chem> sòlid és fa reaccionar amb àcid nítric <chem>HNO3</chem> a 5-10  °C en un dissolvent orgànic ([[Butan-1-ol\|n-butanol]] o [[iso-pentanol]]). El dissolvent extreu el clorur d'hidrogen <chem>HCl</chem> format, i es precipita el nitrat de potassi quantitativament des de la fase aquosa. L'avantatge de la baixa temperatura de reacció és que el clorur d'hidrogen s'extreu a la fase orgànica en preferència a l'àcid nítric. La reacció és:<ref name=":4" /> <chem display="block">KCl + HNO3 -> KNO3 + HCl</chem> Línia 64: == Propietats == [[Fitxer:SolubilityVsTemperature-9.svg\|miniatura\|Corbes de solubilitat en funció de la temperatura. S'observa la forta variació del nitrat de potassi amb la temperatura]] El nitrat de potassi és un sòlid cristal·lí de color blanc, inodor i de gust salí.<ref name=":1">{{Ref-web\|títol=Potassium nitrate\|url= https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/24434\| consulta=2021-04-26\|llengua=en anglès \|cognom=PubChem}}</ref> Cristal·litza en el [[sistema ortoròmbic]], [[grup espacial]] ''mmm''.<ref>{{Ref-web\|títol=mp-5158: KNO3 (orthorhombic, Pnma, 62)\|url= https://materialsproject.org/materials/mp-5158/\| consulta=2021-04-26}}</ref> El seu punt de fusió és de 337  °C i descompon a 400  °C. La seva densitat és 2,1 g/cm³ a 25  °C. És molt soluble en aigua, 38,3 g en 100 g d'aigua a 25  °C, i la seva solubilitat augmenta molt amb la temperatura, essent de 247 g en 100 g d'aigua a 100  °C. El [[pH]] de les dissolucions aquoses és neutre. És insoluble en [[etanol]] i poc soluble en [[metanol]].<ref name=":1" /> {\| class="wikitable" \|+Taula de solubilitats del <chem>KNO3</chem> en funció de la temperatura<ref>{{Ref-llibre\|edició=2016-2017, 97th edition\|títol=CRC handbook of chemistry and physics : a ready-reference book of chemical and physical data.\|url= https://www.worldcat.org/oclc/957751024\|data=2017\|lloc=Boca Raton, Florida\|isbn=978-1-4987-5429-3\| editorial=CRC\| editor=William M. Haynes}}</ref> !Temperatura (°C) !0 Línia 97: === Propietats químiques === El nitrat de potassi és un agent [[oxidant]] fort; reacciona violentament amb materials inflamables, [[~~Combustible\|combustibles~~combustible]]s, molts compostos orgànics, i altres agents reductors com alumini granulat o en pols, magnesi i altres metalls, que sovint provoquen incendis i explosions. ==== Reaccions àcid-base ==== Línia 104: ==== Oxidació ==== [[Fitxer:Sugar_rocket.jpg\|miniatura\|Coet de sucre que empra un nitrat com oxidant]] Les propietats [[~~Oxidant\|oxidants~~oxidant]]s del nitrat de potassi s'han emprat per preparar explosius o per preparar amb [[~~Glúcid\|glúcids~~glúcid]]s propel·lents per a cohets casolans. La reacció amb [[glucosa]] és:<ref>{{Ref-web\|títol=John Straub's lecture notes\|url= http://people.bu.edu/straub/courses/demomaster/no3periodic.html\| consulta=2021-04-25}}</ref><chem display="block">12 KNO3 + C6H12O6 -> 12 KNO2 + 6 CO2 + 6 H2O</chem>La reacció que es produeix en explotar la [[pólvora]] també és un exemple de reacció on el nitrat de potassi actua com oxidant. L'[[estequiometria]] és complexa i no està completament confirmada. Les dues equacions químiques més probables són:<ref>{{Ref-publicació\|article=The History of Saltpeter Production with a Bit of Pyrotechnics and Lavoisier\|url= https://doi.org/10.1007/s008970000401a\|publicació=The Chemical Educator\|data=2000-08-01\|issn=1430-4171\|pàgines=205–209\|volum=5\|exemplar=4\|doi=10.1007/s008970000401a\|llengua=en anglès \|nom=Jaime\|cognom=Wisniak}}</ref> <chem display="block">20 KNO3 + 32 C + 5 S -> 10 N2 + 11 CO2 + 16 CO + 3 K2S + 5 K2CO3 + K2SO4 + K2SO3</chem><chem display="block">10 KNO3 + 8 C + 3 S -> 5 N2 + 6 CO2 + 2 K2CO3 + 3 K2SO4</chem> ==== Descomposició ==== A temperatures altes, a partir de 400  °C, el nitrat de potassi es descompon en [[nitrit de potassi]] i oxigen, establint-se l'equilibri químic següent:<ref>{{Ref-publicació\|article=The Kinetics of the Thermal Decomposition of Potassium Nitrate and of the Reaction between Potassium Nitrite and Oxygen1a\|url= https://doi.org/10.1021/ja01561a015\|publicació=Journal of the American Chemical Society\|data=1957-02-01\|issn=0002-7863\|pàgines=838–842\|volum=79\|exemplar=4\|doi=10.1021/ja01561a015\|nom=Eli S.\|cognom=Freeman}}</ref><chem display="block">2 KNO3 <=> 2 KNO2 + O2</chem> == Aplicacions == === Fertilitzants === Actualment el nitrat de potassi s'utilitza principalment en [[Adob\|fertilitzants]] (75 % de la producció), com a font de nitrogen i potassi, dos dels tres [[macronutrients]] per a les plantes. Té una riquesa del 90 %.<ref name=":4" /> Quan s'utilitza per si mateix, té una qualificació NPK (nitrogen-fòsfor-potassi) de 13-0-44.<ref name=":3">{{Ref-web\|títol=Potassium Nitrate Uses\|url= http://www.chemicalplace.com/potassium-nitrate-uses.html\| consulta=2021-04-27\|llengua=en anglès}}</ref> === Oxidant === [[Fitxer:Feu d'artifice - 279.jpg\|miniatura\|Els focs artificials empren pólvora amb nitrat de potassi]] El nitrat de potassi és un oxidant eficient, produint una flama de color lila en cremar-se a causa de la presència de potassi. És un dels tres components de la [[Pólvora\|pólvora negra]], juntament amb el carbó en pols i el sofre, que actuen com a [[~~Combustible\|combustibles~~combustible]]s en aquesta composició. Les proporcions poden variar al voltant d'un 75% de nitrat de potassi, un 15% de carbó vegetal i un 10% de sofre. Com a tal s'utilitza en motors de coets en pólvora negre, però també en combinació amb altres combustibles com els sucres en "coets de sucre". També s'utilitza en [[focs artificials]] com bombes de fum, fetes amb una barreja de [[sacarosa]] i nitrat de potassi. També s'afegeix a les [[Cigarreta\|cigarretes]] per mantenir una cremada uniforme del [[tabac]] i s'utilitza per assegurar la combustió completa dels cartutxos de paper.<ref name=":3" /> El percentatge destinat a aquestes aplicacions oscil·la entre el 10 i el 20 % de la producció mundial, i la seva puresa és del 99 %.<ref name=":4" /> === Conservació d'aliments === Línia 134: == Toxicologia == [[Fitxer:Formation_N-Phenyl-nitrosamine.svg\|miniatura\|330x330px\|Formació d'N-fenilnitrosamina per reacció amb nitrit]] El nitrat de potassi s'utilitza com a conservants en embotits, com la [[cansalada]], l'embotit i el [[pernil]], i en alguns [[~~Formatge\|formatges~~formatge]]s. Tot i que no s'ha demostrat que cap sal sigui [[~~Cancerígen\|cancerígena~~cancerígen]]a, hi ha certa preocupació perquè els nitrats poden reaccionar amb amines nitrosades presents en els aliments, per formar [[Nitrosamina\|nitrosamines]], moltes de les quals són cancerígenes; aquesta reacció pot ocórrer en les condicions àcides de l'estómac. També amb amides poden formar nitrosamides. Atès que el nitrat es pot convertir en [[nitrit]], sigui en un producte alimentari o en la boca o el l'[[~~Aparell~~aparell digestiu\|tracte gastrointestinal]] per acció bacteriana, tant el nitrat com el nitrit s'han de considerar junts per avaluar qualsevol possible perill.<ref name=":12">{{Ref-publicació\|article=CANCER {{!}} Carcinogens in the Food Chain\|url= https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B012227055X001553\|data=2003-01-01\|pàgines=799–804\|doi=10.1016/B0-12-227055-X/00155-3\|llengua=en anglès \|publicació=Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition}}</ref> Hi ha diverses fonts dietètiques de nitrat i nitrit a més dels embotits, incloses les verdures i algunes aigües potables. En les últimes dècades, els nivells de nitrat i nitrit en embotits s'han reduït considerablement, i el potencial de formació de nitrosamines s'ha mitigat encara més amb l'addició a embotits d'[[~~Antioxidant\|antioxidants~~antioxidant]]s com l'[[àcid ascòrbic]], que inhibeixen la nitrosació de les amines. Els peixos conservats amb sal i els aliments [[Fumatge\|fumats]] es troben entre les altres fonts de nitrosamines en la dieta humana. Tot i que hi ha algunes dades que indiquen que el càncer de faringe, esòfag i estómac és més comú en poblacions que consumeixen alts nivells de nitrat o certs tipus de carn o peix conservats, encara s'ha d'aclarir el paper específic de les nitrosamines o de nitrat o nitrit afegit en el càncer humà. És possible que la presència d'inhibidors de nitrosació en fruites i verdures fresques sigui un factor per explicar per què el consum d'aquests aliments sembla tenir un efecte protector contra el càncer en les poblacions humanes.<ref name=":12" /> == Vegeu també == Línia 148: == Enllaços externs == {{Commonscat}} * [http://mapyourinfo.com/wiki/ca.wikipedia.org/nitrat_de_potassi/ Mapyourinfo.] {{Webarchive\|url= https://web.archive.org/web/20160308235451/http://mapyourinfo.com/wiki/ca.wikipedia.org/nitrat_de_potassi \|date=2016-03-08 }} * [http://www.ilo.org/public/english/protection/safework/cis/products/icsc/dtasht/_icsc01/icsc0184.htm International Chemical Safety Card 0184] * [http://docsouth.unc.edu/lecontesalt/leconte.html Manufacturing Saltpetre 1862]

Nitrat de potassi: diferència entre les revisions