Kaliumnitrat

Kaliumnitrat (KNO3, også kjent som salpeter) er et salt som kan brukes som oksidasjonsmiddel i noen typer sprengstoff og pyrotekniske blandinger. Kaliumnitrat brukes også som fullgjødsel.

Bruk 
Kaliumnitrat brukes bl. a. i en blanding med svovel og kull til produksjon av svartkrutt, som inneholder 75% kaliumnitrat, 15% trekull og 10% svovel. Siden det er et oksidasjonsmiddel (frigjør oksygen ved oppvarming), understøtter det forbrenningen av de brennbare stoffene i blandingen. Dette gjør at blandingen kan brenne i et lufttett rom – som for eksempel en patron.

Videre kan kaliumnitrat blandes med sukker og vann til et saktebrennende brennstoff til modell-raketter, for hobbybruk. Såkalt «rocket glue» eller «rocket sugar» gir en liten løfteevne, og forbrennes med ca. 2-7 sekunder per centimeter brenselmasse.

Kaliumnitrat kan også brukes som konserveringsmiddel (E252) fordi det hindrer utviklingen av botulismebakterier. I tillegg til den konserverende virkningen bidrar det også til å bevare fargen på maten. I Norge har myndighetene vært restriktive med å godkjenne bruk av nitrater og nitritter i mat fordi det har en tendens til å reagere med aminer i kjøtt, og dermed danne potensielt kreftfremkallende nitrosaminer. Det er direkte sammenheng mellom den mengde nitrat som tilsettes, og den mengde nitrosaminer som dannes.

Kaliumnitrat brukes også i framstilling av salpetersyre HNO3, ved å blande 96% konsentrert svovelsyre H2SO4 med kaliumnitrat, og så destillere denne blandingen slik at det dannes kaliumsulfat i destillasjonskolben og salpetersyre i mottakerkolben. 

Det er også brukt i sprengstoffet sprenggelatin, oppfunnet av Alfred Nobel, der det er blandet med papirmasse og nitroglyserin.

Forekomst
Kaliumnitrat dannes i naturen ved forgjæring av nitrogenholdige organiske stoffer i kaliumrik jord. Slike naturlige forekomster finnes særlig i subtropiske land som India (Bengal) og i Kina. I Europa kjennes mindre forekomster fra Ungarn, Spania og Russland.

Fremstilling
Karl I av England beordret at hans «kjærlige undersåtter omhyggelig og uopphørlig tar vare på...all menneskeurin året igjennom, og alt fra dyrene som de kan samle inn og ta vare på». I London ble urinen innsamlet daglig om sommeren. I tillegg var the Saltpetre Men, «salpetermennene», i virksomhet med å innsamle urinbløtet jord fra staller og fjøs. I 1621 ble England delt opp, og utnevnte personer fikk £ 1.700 årlig for å samle inn jord fra steder der folk og fe tømte seg, som fjøs og stall, dueslag, vertshusenes bakgårder, selv jordgulv i teatere og landsbykirker, der damene ved hjelp av sine lange skjørt og manglende undertøy kunne lette seg. For å finne lovende steder, måtte salpetermennene ofte smake på jordsmonnet. I starten skjedde alt gravearbeid etter avtale, men i 1646 fikk salpetermennene fullmakt til å grave hvor de ville, og grunneier som nektet, ble rettsforfulgt.

For å dekke kruttindustriens behov begynte man på 1700-tallet å fremstille kaliumnitrat kunstig i såkalte salpeterplantasjer ved å etterligne den naturlige prosess for kaliumnitratfremstilling. I plantasjene ble store hauger av aske, avfall, jord og møkk overhelt med gjødselvann. Under innflytelse av nitratbakterier ble det etter hvert dannet større mengder nitrat i løsningen. Løsningen ble tilsatt lesket kalk. Dermed felles tungt løselig kalsiumkarbonat, og man får tilbake en løsning av kaliumnitrat. Ved inndamping av løsningen fås fast kaliumnitrat.

Etter oppdagelsen av store forekomster av natriumnitrat, NaNO3, i Chile på begynnelsen av 1800-tallet, ble dette såkalte «chilesalpeter», det viktigste råstoff for fremstilling av kaliumnitrat. I en såkalt konversjonsprosess ble en varm, mettet løsning av chilesalpeter tilsatt en tilsvarende mengde kaliumklorid:

NaNO3 (aq) + KCl(aq) → KNO3(aq) + NaCl(s)

I den varme løsningen vil natriumkloridet være minst løselig. Det krystalliseres ut og fjernes ved filtrering. Ved senere avkjøling av løsningen vil kaliumnitrat felles ut. Kaliumnitrat fremstilt på denne måten kalles gjerne konversjonssalpeter.

Chilesalpeter er nå i stor utstrekning erstattet med syntetisk fremstilt natriumnitrat eller salpetersyre. Den teknisk mest benyttede metoden bruker salpetersyre, og klor fås som biprodukt:

3KCl(s) + 4HNO3(aq) → 3KNO3(s) + Cl2(g) + NOCl(aq) + 2H2O(l). Nitrosylkloridet NOCl gir ved viderebehandling klor og salpetersyre.

Referanser 

Kaliumforbindelser
Nitrater
E-stoffer
Salter