kaliumnitrat – Store norske leksikon

Kaliumnitrat danner søyleformede, stripede og fargeløse krystaller. Stoffet var i hundrevis av år kjent under trivialnavnet salpeter.

Adobe Stock.

Lisens: Begrenset gjenbruk

Kaliumnitrat er en kjemisk forbindelse som har vært brukt i ulike kulturer i mer enn tusen år. Det er et fargeløst salt med kjemisk formel KNO₃. I dag brukes kaliumnitrat først og fremst som gjødselstoff, men også blant annet som tilsetningsstoff i mat og til fremstilling av krutt, pyrotekniske varer og fyrverkeri.

Faktaboks

Uttale: kaliumnitrat
Også kjent som: salpeter, saltpeter, kalisalpeter

Kaliumnitrat var i århundrer av stor strategisk betydning innenfor militærteknologien som den viktigste komponenten i svartkrutt for bruk i artilleri og håndskytevåpen. Stoffet har fra gammelt av vært kjent under trivialnavnet salpeter, noen ganger som kalisalpeter. Det forekommer naturlig enkelte steder i verden, først og fremst i Kina og India (Bengal).

Egenskaper

Avfyring av en kanon av typen Parrott rifle 16. juli 2010 ved Fort Pulaski National Monument i delstaten Georgia, USA. Help opp til slutten av 1800-tallet var alle slike våpen basert på bruk av svartkrutt, med kaliumnitrat som den mest sentrale bestanddelen.

Parrott rifle

U.S. National Park Service.

Lisens: Falt i det fri (Public domain)

Kaliumnitrat er kaliumsaltet av salpetersyre og tilhører nitratsaltene (se nitrater). Det er et fargeløst, krystallinsk stoff som er godt løselig i varmt vann. I motsetning til natriumnitrat og kalsiumnitrat er det lite vanntiltrekkende (hygroskopisk). Oppløsning av kaliumnitrat i vann er forbundet med tydelig temperatursenkning (se endoterm reaksjon og kuldeblanding).

Ved oppvarming av kaliumnitrat til rundt 400 °C eller mer avgir det oksygengass (O₂) og danner kaliumnitritt (KNO₂). Oppvarming av kaliumnitrat var tidligere en vanlig metode for å lage oksygengass til forsøk i kjemiske laboratorier. Metoden var blant annet viktig for oppdagelsen av grunnstoffet oksygen rundt 1770 av Carl Wilhelm Scheele.

Naturlig forekomst

Kaliumnitrat forekommer naturlig enkelte steder i verden, særlig i subtropiske land som Kina og India (Bengal). I Europa kjennes mindre forekomster fra Ungarn, Spania og Russland. Det dannes i jordsmonn rikt på kalium når visse bakterier får virke på nitrogenholdige stoffer i forråtnelse. Det dannes sammen med kalsiumnitrat, magnesiumnitrat og natriumnitrat.

Bruk

Noen av de viktigste bruksområdene for kaliumnitrat er gitt nedenfor. Store mengder brukes også ved fremstilling av glass, keramikk og emalje. Blandinger av kaliumnitrat og natriumnitrat har høy varmekapasitet og økende interesse innenfor termisk energilagring (som saltsmelte).

Nitrogen- og kaliumgjødsel

Dyrking av tomater er et sentralt bruksområde for kaliumnitrat som gjødsel. Rikelig med kalium er viktig for tomatenes vekst og kvalitet. Kaliumnitrat er spesielt godt egnet som gjødsel fordi innholdet av nitrat også hjelper tomatplantens opptak av kalium.

Tomater

Wikimedia Commons.

Lisens: CC BY SA 3.0

Kaliumnitrat er et nyttig gjødselstoff fordi det fungerer både som nitrogengjødsel og kaliumgjødsel. Nitrogen og kalium er to av de viktigste næringsstoffene for planter. Gjødsel basert på kaliumnitrat er blant annet viktige i dyrkingen av tobakk, sitrusfrukter, grønnsaker og tomater.

Tilsetningsstoff i matvarer

Kaliumnitrat brukes under kodenummer E252 som tilsetningsstoff til mat, spesielt kjøttprodukter som pølse.

Adobe Stock.

Lisens: Begrenset gjenbruk

Kaliumnitrat brukes under kodenummeret E252 som konserveringsmiddel i enkelte matprodukter, på samme måte som natriumnitrat. For denne bruken, se natriumnitrat. Kaliumnitrat har antagelig vært brukt som tilsetning til saltede kjøttprodukter helt siden middelalderen, kanskje helt siden antikken.

Krutt og pyroteknikk

På samme måte som andre nitratsalter er kaliumnitrat oksiderende ved høye temperaturer. Det brukes som oksidasjonsmiddel i krutt (spesielt svartkrutt), pyrotekniske blandinger og fyrverkeri. Kaliumnitrat er spesielt egnet for denne bruken fordi det ikke er vanntiltrekkende (hygroskopisk), noe som er relativt uvanlig for nitratsalter.

Fremstilling

Kaliumnitrat har vært et strategisk materiale i hundrevis av år fordi det er den viktigste komponenten av svartkrutt for bruk i artilleri og håndskytevåpen. Allerede i middelalderen startet man derfor produksjon av kaliumnitrat i såkalte salpeterplantasjer ved å etterligne den naturlige dannelsesprosessen. For denne produksjonen, se salpeter og svartkrutt.

Konversjonssalpeter

Selv om det finnes naturlige forekomster av kaliumnitrat i enkelte land, var disse forekomstene for små til å dekke stadig voksende behov. På 1800-tallet ble det imidlertid oppdaget store forekomster av natriumnitrat i Sør-Amerika, såkalt chilesalpeter. Disse forekomstene var frem til 1950-tallet det viktigste råstoffet for fremstilling av kaliumnitrat.

I en såkalt konversjonsprosess ble natriumnitrat omgjort til kaliumnitrat, og produktet fremstilt på denne måten ble kalt for konversjonssalpeter. Kilden til kalium i prosessen var kaliumklorid (KCl), som er den kaliumforbindelsen som det finnes mest av i naturen. Dette saltet ble ekstrahert ut fra mineraler som man fra 1860-tallet har utvunnet fra store saltleier i Tyskland.

I konversjonsprosessen ble en varm, mettet løsning av chilesalpeter tilsatt kaliumklorid. Natriumklorid (NaCl) felte ut av den varme løsningen og ble fjernet ved filtrering. Ved avkjøling av den filtrerte løsningen felte kaliumnitrat ut og kunne isoleres og tørkes.

Moderne metoder

Fremstilling av kaliumnitrat fra natriumnitrat gjennom den tradisjonelle konversjonsprosessen gjøres fortsatt, men chilesalpeter er for det meste blitt erstattet med syntetisk fremstilt natriumnitrat. Noe kaliumnitrat lages også fra ammoniumnitrat eller kalsiumnitrat.

Den viktigste metoden i dag for å lage kaliumnitrat er gjennom behandling av kaliumklorid med salpetersyre. Dette gir kaliumnitrat med enten hydrogenklorid (HCl) eller klor (Cl₂) som biprodukt, avhengig av prosessen som brukes. Hvis det dannes klor, dannes det også nitrosylklorid (NOCl), et biprodukt som deretter viderebehandles til klor og salpetersyre.

Det produseres fortsatt flere tusen tonn kaliumnitrat i året ved å bruke seg av naturlige forekomster i India. Midt på 1800-tallet ble det til sammenligning laget mer enn titusen tonn kaliumnitrat i året fra disse forekomstene. Den totale verdensproduksjonen av kaliumnitrat er i dag kommet opp i flere hundre tusen tonn i året, hvorav det meste går til gjødsel.

Historie

For den eldre historien til kaliumnitrat, se salpeter.

Les mer i Store norske leksikon

Faktaboks

Kjemisk formel: KNO₃
Engelsk navn: potassium nitrate
Stoffklasse: nitratsalt
Tilstand: krystallinsk stoff
Smeltepunkt: 334 °C
Kokepunkt: 400 °C (dekomponerer)
E-nummer: E252
CAS-nummer: 7757-79-1

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

Fagansvarlig for Energetiske materialer og sprengningsteknikk

Tor Erik Kristensen

Sjefsforsker, Forsvarets forskningsinstitutt