Nitrato di potassio: sintesi, reazioni, usi

Il nitrato di potassio è un composto ionico avente formula KNO₃ costituito dallo ione potassio K⁺ e dallo ione nitrato NO₃^–

Il nitrato di potassio si trova in natura nei minerali e, insieme al nitrato di sodio, calcio e magnesio è un saltpeter. Tale nome deriva da sale contenuto nella pietra e i minerali hanno costituito per lunghi anni l’unica fonte di queste sostanze.
L’uso del nitrato di potassio risale all’antica Grecia e all’antica Roma dove era usato quale fertilizzante.

Nel terzo secolo a.C. i cinesi scoprirono che una miscela di carbone di legna, zolfo e nitrato di potassio costituiva una polvere esplosiva.

Nel Medioevo il nitrato di potassio fu usato come conservante degli alimenti oltre che nella concia delle pelli, nella produzione del vetro e nella lavorazione dei metalli. Successivamente fu usato per la cura di molti disturbi quali quelli allo stomaco e nella cura dell’artrite come una panacea. Si riteneva che reprimesse la libido negli uomini manifestando effetti anti-afrodisiaci.

Il nitrato di potassio si forma in natura in zone climatiche calde dove i batteri derivanti dalla decomposizione delle feci, dell’urina e delle piante combinandosi con l’aria, vapore acqueo, cenere delle piante danno luogo alla nitrificazione ovvero alla conversione in nitrati che penetrano nel suolo.

Per i suoi usi e per le sue applicazioni fin dall’antichità si è cercato di ottenere il nitrato di potassio dal minerale affinando mano a mano le tecniche. Il chimico siriano Hassan al- Rammah nel 1270 fu il primo a descrivere il processo di purificazione del nitrato di potassio.

Sintesi del nitrato di potassio

Stante la crescente richiesta di nitrato e di composti contenenti azoto  nel XX secolo  si svilupparono molte sintesi di tali prodotti.

Attualmente è prodotto con diverse metodologie a seconda dei reagenti che risultano essere più facilmente disponibili e dalla possibilità di utilizzo di altri prodotti della reazione.

Tra le varie reazioni vi è quella tra KCl e HNO₃ alla temperatura di 75 °C:
3 KCl + 4 HNO₃ → 3 KNO₃ + Cl₂ + NOCl + 2 H₂O
Il cloruro di nitrosile ottenuto viene poi ossidato a 150 °C dall’acido nitrico secondo la reazione:
2 NOCl + 4 HNO₃ → Cl₂ + 6 NO₂ + 2 H₂O
Il biossido di azoto prodotto viene ossidato e utilizzato per la produzione di acido nitrico e il cloro a sua volta può essere usato per altri scopi.

Un altro metodo prevede la reazione tra solfato di potassio e nitrato di calcio secondo la reazione:
K₂SO₄ + Ca(NO₃)₂ → CaSO₄ + 2 KNO₃
Può essere ottenuto anche dalla reazione tra cloruro di potassio e nitrato di magnesio:
2 KCl + Mg(NO₃)₂ → MgCl₂ + 2 KNO₃
Un metodo molto diffuso è costituito dalla reazione tra nitrato di sodio e cloruro di potassio:
KCl + NaNO₃ → NaCl + KNO₃

Reazioni

1)      Decomposizione

Ad oltre 500 °C  si decompone secondo la reazione:

2 KNO₃ → 2 KNO₂ + O₂

2)      Combustione della polvere da sparo

3 C + 2 KNO₃ + S → N₂ + 3 CO₂ + K₂S

3)      Reazioni redox

È un forte agente ossidante e dà luogo a molte reazioni come, ad esempio:

KNO₃ + Pb → KNO₂ + PbO

Usi

Gli usi del nitrato di potassio sono davvero tantissimi e tra essi ricordiamo:

1)       nel campo dell’agricoltura come fertilizzante costituendo una fonte sia di potassio che di azoto che costituiscono due macronutrienti delle piante.

2)       per il suo potere ossidante nella preparazione di propellenti solidi.

3)       come additivo nell’industria alimentare quale conservante per insaccati e carni in scatola.

4)      nella fabbricazione di sigarette per garantirne una combustione regolare, nei generatori ad aerosol per lo spegnimento di incendi

5)      quale componente del ponte salino

6)      in campo medico: tra i vari usi tra cui quello diuretico si è scoperto che l’uso controllato di nitrato di potassio abbassa la pressione