El nitrato de potasio es un compuesto químico con un sabor fuerte, salado y amargo y la fórmula química K N O
3. Es una sal iónica de iones potasio K + e iones nitrato NO3- , y por tanto es un nitrato de metal alcalino . Se encuentra en la naturaleza como mineral, nitro (o nitro en el Reino Unido). [5] Es una fuente de nitrógeno , y el nitrógeno recibió su nombre de nitro. El nitrato de potasio es uno de varios compuestos que contienen nitrógeno denominados colectivamente salitre (o salitre en el Reino Unido). [5]
Los principales usos del nitrato de potasio son los fertilizantes , la eliminación de tocones de árboles , los propulsores de cohetes y los fuegos artificiales . Es uno de los principales constituyentes de la pólvora (pólvora negra). [6] En las carnes procesadas , el nitrato de potasio reacciona con la hemoglobina y la mioglobina generando un color rojo. [7]
La potasa, o nitrato de potasio, debido a su uso y producción temprana y global, tiene muchos nombres. El potasio químico fue aislado por primera vez por el químico Sir Humphry Davy , a partir de potasa . Se trata de un método antiguo para extraer diversas sales de potasio: colocando en una olla de hierro la ceniza de madera u hojas de árboles quemadas, añadiendo agua, calentando y evaporando la solución. [8] En cuanto al nitrato, las palabras hebreas y egipcias tenían las consonantes ntr, lo que indica una posible cognación en el griego nitron , que fue latinizado como nitrum o nitrium . De ahí que el francés antiguo tuviera niter y el inglés medio nitre . En el siglo XV, los europeos se referían a él como salitre , [9] específicamente salitre indio (el salitre chileno es nitrato de sodio) y más tarde como nitrato de potasa, a medida que se comprendía mejor la química del compuesto.
Los árabes la llamaron "nieve china" ( árabe : ثلج الصين , romanizado : thalj al-ṣīn ) así como bārūd ( بارود ), término de origen incierto que luego pasó a significar pólvora . Los iraníes/persas la llamaban "sal china" [10] [11] [12] o "sal de las marismas chinas" ( persa : نمک شوره چينی namak shūra chīnī ). [13] : 335 [14]
En la antigua India, [ ¿cuándo? ] Los fabricantes de salitre formaron la casta Nuniya y Labana . [15] El salitre se menciona en el Arthashastra de Kautilya (compilado entre 300 a. C. y 300 d. C.), que menciona el uso de su humo venenoso como arma de guerra, [16] aunque su uso para propulsión no apareció hasta la época medieval.
En 1270, el químico e ingeniero Hasan al-Rammah de Siria describió un proceso de purificación del nitrato de potasio en su libro al-Furusiyya wa al-Manasib al-Harbiyya ( El libro de la equitación militar y los ingeniosos dispositivos de guerra ). En este libro, al-Rammah describe primero la purificación de barud (mineral de salitre crudo) hirviéndolo con un mínimo de agua y usando solo la solución caliente, luego el uso de óxido de potasio (en forma de cenizas de madera ) para eliminar el calcio y el magnesio. por precipitación de sus carbonatos de esta solución, dejando una solución de nitrato de potasio purificado, que luego podría secarse. [17] Este se utilizaba para la fabricación de pólvora y artefactos explosivos. La terminología utilizada por al-Rammah indicó que la pólvora sobre la que escribió se originó en China. [18]
Al menos ya en 1845 se explotaban yacimientos de nitratita en Chile y California.
Las principales fuentes naturales de nitrato de potasio fueron los depósitos que cristalizan en las paredes de las cuevas y las acumulaciones de guano de murciélago en las cuevas. [19] La extracción se logra sumergiendo el guano en agua durante un día, filtrándolo y recolectando los cristales en el agua filtrada. Tradicionalmente, el guano era la fuente utilizada en Laos para la fabricación de pólvora para los cohetes Bang Fai .
El nitrato de potasio se producía en una nitraria o " salitrera ". [20] El proceso implicaba enterrar excrementos (humanos o animales) en un campo al lado de los nitrarios, regarlos y esperar hasta que la lixiviación permitiera que el salitre migrara a la superficie por eflorescencia . Luego, los operadores recogieron el polvo resultante y lo transportaron para concentrarlo mediante ebullición en la planta de calderas. [21] [22]
Además de " Montepellusanus ", durante el siglo XIII (y más allá) el único suministro de salitre en toda la Europa cristiana (según "De Alchimia" en tres manuscritos de Michael Scot, 1180-1236) se "encontró en España, en Aragón, en una determinada montaña". cerca del mar". [13] : 89, 311 [23]
En 1561, Isabel I , reina de Inglaterra e Irlanda, que estaba en guerra con Felipe II de España , se vio incapaz de importar salitre (del cual el Reino de Inglaterra no tenía producción nacional), y tuvo que pagar "300 libras de oro" a al capitán alemán Gerrard Honrik por el manual "Instrucciones para hacer crecer el salitre" (el secreto del " Feuerwerkbuch " -los nitrarios-). [24]
Un lecho de salitre es un proceso similar que se utiliza para producir nitrato a partir de excrementos. Sin embargo, a diferencia del proceso de lixiviación del nitrato, se mezclan los excrementos con el suelo y se espera a que los microbios del suelo conviertan el aminonitrógeno en nitratos mediante nitrificación . Los nitratos se extraen del suelo con agua y luego se purifican hasta convertirlos en salitre añadiendo cenizas de madera. El proceso fue descubierto a principios del siglo XV y fue muy utilizado hasta que se encontraron los yacimientos minerales chilenos. [25]
El bando confederado de la Guerra Civil estadounidense tuvo una escasez significativa de salitre. Como resultado, se creó la Oficina de Minería y Salitre para fomentar la producción local, incluso mediante lechos de salitre y proporcionando excrementos a las nitraciones gubernamentales. El 13 de noviembre de 1862, el gobierno anunció en el Charleston Daily Courier que 20 o 30 "hombres negros sanos" trabajarían en los nuevos lechos de salitre en Ashley Ferry, Carolina del Sur. Los lechos de salitre eran grandes rectángulos de estiércol y paja podridos, humedecidos semanalmente. con orina, "agua de estiércol" y líquido de retretes, pozos negros y desagües, y se les da la vuelta periódicamente. Los Archivos Nacionales publicaron registros de nómina que representan a más de 29.000 personas obligadas a realizar ese tipo de trabajos en el estado de Virginia. El Sur estaba tan desesperado por conseguir salitre para pólvora que, según se informa, un funcionario de Alabama colocó un anuncio en el periódico pidiendo que se guardara el contenido de los orinales para su recolección. En Carolina del Sur, en abril de 1864, el gobierno confederado obligó a 31 personas esclavizadas a trabajar en Ashley Ferry Nitre Works, en las afueras de Charleston. [26]
Quizás la discusión más exhaustiva sobre la producción de lechos nitrógenos sea el texto de LeConte de 1862 . [27] Escribía con el propósito expreso de aumentar la producción en los Estados Confederados para satisfacer sus necesidades durante la Guerra Civil estadounidense . Dado que pedía la ayuda de las comunidades agrícolas rurales, las descripciones e instrucciones son simples y explícitas. Detalla el "método francés", junto con varias variaciones, así como un "método suizo". NB: Se han hecho muchas referencias a un método que utiliza únicamente paja y orina, pero en este trabajo no existe tal método.
Turgot y Lavoisier crearon la Régie des Poudres et Salpêtres unos años antes de la Revolución Francesa . Los lechos de nitrificación se prepararon mezclando estiércol con mortero o cenizas de madera, tierra común y materiales orgánicos como paja para darle porosidad a una pila de abono que normalmente mide 4 pies (1,2 m) de alto, 6 pies (1,8 m) de ancho y 15 pies. (4,6 m) de largo. [27] El montón generalmente estaba cubierto por la lluvia, se mantenía húmedo con orina , se giraba con frecuencia para acelerar la descomposición y finalmente se lixiviaba con agua después de aproximadamente un año, para eliminar el nitrato de calcio soluble que luego se convertía en nitrato de potasio mediante filtrado a través de potasa .
Joseph LeConte describe un proceso que utiliza únicamente orina y no estiércol, refiriéndose a él como el método suizo . La orina se recoge directamente, en un arenero situado bajo un establo. La arena misma se extrae y se lixivia en busca de nitratos que luego se convierten en nitrato de potasio utilizando potasa, como se indicó anteriormente. [28]
Desde 1903 hasta la Primera Guerra Mundial , el nitrato de potasio para pólvora negra y fertilizantes se produjo a escala industrial a partir de ácido nítrico producido mediante el proceso Birkeland-Eyde , que utilizaba un arco eléctrico para oxidar el nitrógeno del aire. Durante la Primera Guerra Mundial, el recién industrializado proceso Haber (1913) se combinó con el proceso Ostwald después de 1915, lo que permitió a Alemania producir ácido nítrico para la guerra después de haber sido cortada de sus suministros de nitrato de sodio mineral de Chile (ver nitratita ).
El nitrato de potasio se puede obtener combinando nitrato de amonio e hidróxido de potasio .
Una forma alternativa de producir nitrato de potasio sin un subproducto de amoníaco es combinar nitrato de amonio, que se encuentra en bolsas de hielo instantáneas , [29] y cloruro de potasio , que se obtiene fácilmente como sustituto de la sal sin sodio .
El nitrato de potasio también se puede producir neutralizando el ácido nítrico con hidróxido de potasio. Esta reacción es altamente exotérmica.
A escala industrial se prepara mediante la reacción de doble desplazamiento entre nitrato de sodio y cloruro de potasio.
El nitrato de potasio tiene una estructura cristalina ortorrómbica a temperatura ambiente, [30] que se transforma en un sistema trigonal a 128 °C (262 °F). Al enfriar desde 200 °C (392 °F), se forma otra fase trigonal entre 124 °C (255 °F) y 100 °C (212 °F). [31] [32]
El nitrato de sodio es isomorfo con la calcita , la forma más estable de carbonato de calcio , mientras que el nitrato de potasio a temperatura ambiente es isomorfo con la aragonita , un polimorfo de carbonato de calcio ligeramente menos estable . La diferencia se atribuye a la similitud de tamaño entre el nitrato ( NO−3) y carbonato ( CO2-3) iones y el hecho de que el ion potasio ( K + ) es más grande que los iones de sodio ( Na + ) y calcio ( Ca 2+ ). [33]
En la estructura a temperatura ambiente del nitrato de potasio, cada ion potasio está rodeado por 6 iones de nitrato. A su vez, cada ion nitrato está rodeado por 6 iones de potasio. [30]
El nitrato de potasio es moderadamente soluble en agua, pero su solubilidad aumenta con la temperatura. La solución acuosa es casi neutra y presenta un pH de 6,2 a 14 °C (57 °F) para una solución al 10 % de polvo comercial. No es muy higroscópico y absorbe aproximadamente un 0,03 % de agua con un 80 % de humedad relativa durante 50 días. Es insoluble en alcohol y no es venenoso; Puede reaccionar explosivamente con agentes reductores , pero no es explosivo por sí solo. [2]
Entre 550 y 790 °C (1022 y 1454 °F), el nitrato de potasio alcanza un equilibrio dependiente de la temperatura con el nitrito de potasio : [34]
El nitrato de potasio tiene una amplia variedad de usos, principalmente como fuente de nitrato.
Históricamente, el ácido nítrico se producía combinando ácido sulfúrico con nitratos como el salitre. En la actualidad esto ocurre al revés: los nitratos se producen a partir de ácido nítrico obtenido mediante el proceso de Ostwald .
El uso más famoso del nitrato de potasio es probablemente como oxidante en la pólvora negra . Desde los tiempos más antiguos hasta finales de la década de 1880, la pólvora proporcionó el poder explosivo para todas las armas de fuego del mundo. Después de esa época, las armas pequeñas y la artillería grande comenzaron a depender cada vez más de la cordita , una pólvora sin humo . La pólvora negra sigue utilizándose hoy en día en los motores de cohetes de pólvora negra , pero también en combinación con otros combustibles como azúcares en los " caramelos de cohetes " (un popular propulsor de cohetes amateur). También se utiliza en fuegos artificiales como bombas de humo . [35] También se agrega a los cigarrillos para mantener una combustión uniforme del tabaco [36] y se utiliza para garantizar la combustión completa de los cartuchos de papel para revólveres de casquillo y bola. [37] También se puede calentar a varios cientos de grados para usarlo como pavonado con salitre , que es menos duradero que otras formas de oxidación protectora, pero permite una coloración específica y a menudo hermosa de las piezas de acero, como tornillos, pasadores y otros. pequeñas piezas de armas de fuego.
El nitrato de potasio ha sido un ingrediente común en la carne salada desde la antigüedad [38] o la Edad Media . [39] La adopción generalizada del uso de nitratos es más reciente y está vinculada al desarrollo del procesamiento de carne a gran escala. [6] El uso de nitrato de potasio se ha suspendido en su mayor parte porque da resultados lentos e inconsistentes en comparación con las preparaciones de nitrito de sodio como el "polvo de Praga" o la " sal curativa " rosa. Aun así, el nitrato de potasio todavía se utiliza en algunas aplicaciones alimentarias, como salami, jamón curado, embutidos y (en algunos países) en la salmuera utilizada para hacer carne en conserva (a veces junto con nitrito de sodio). [40] Cuando se utiliza como aditivo alimentario en la Unión Europea, [41] el compuesto se denomina E252 ; también está aprobado para su uso como aditivo alimentario en los Estados Unidos [42] y Australia y Nueva Zelanda [43] (donde figura bajo su número SIN 252). [2]
Desde octubre de 2015, la OMS clasifica la carne procesada como carcinógeno del grupo 1 (según estudios epidemiológicos, es convincentemente cancerígeno para los seres humanos). [44]
En abril de 2023, el Tribunal de Apelaciones francés de Limoges confirmó que la ONG de vigilancia alimentaria Yuka era legalmente legítima al describir el nitrato de potasio E249 a E252 como un "riesgo de cáncer" y, por tanto, rechazó una apelación de la industria de la charcutería francesa contra la organización. [45]
En la cocina de África occidental, el nitrato de potasio (salitre) se utiliza ampliamente como agente espesante en sopas y guisos como la sopa de okra [46] y el isi ewu . También se utiliza para ablandar los alimentos y reducir el tiempo de cocción al hervir frijoles y carnes duras. El salitre también es un ingrediente esencial en la elaboración de gachas especiales, como kunun kanwa [47], traducida literalmente del idioma hausa como "gachas de salitre".
En las Islas Shetland (Reino Unido) se utiliza en el curado del cordero para elaborar el cordero reestit , un manjar local. [48]
El nitrato de potasio se utiliza en fertilizantes como fuente de nitrógeno y potasio, dos de los macronutrientes de las plantas. Cuando se usa solo, tiene una clasificación NPK de 13-0-44. [49] [50]
Alguna vez se pensó que el nitrato de potasio inducía impotencia , y todavía se rumorea que se encuentra en los alimentos institucionales (como la comida militar) como anafrodisíaco ; sin embargo, no existe evidencia científica de tales propiedades. [65] [66]
En Bank Shot , El ( Joanna Cassidy ) le hace proposiciones a Walter Ballantine ( George C. Scott ), quien le dice que lo han alimentado con salitre en prisión. "¿Sabes por qué te dan salitre en la cárcel?" —le pregunta Ballantine. Ella niega con la cabeza. Se besan. Él mira su entrepierna, hace un gesto que revela que su cuerpo no ha respondido a sus avances y dice: "Por eso te dan salitre en la cárcel".
En Alguien voló sobre el nido del cuco , las enfermeras le piden a Randle que tome sus medicamentos, pero sin saber cuáles son, él menciona que no quiere que nadie "me deje salitre". Luego procede a imitar los movimientos de la masturbación en referencia a sus supuestos efectos como anafrodisíaco .
1776 , John Adams pide a su esposa Abigail que fabrique salitre para el ejército continental. Ella, eventualmente, logra hacerlo a cambio de alfileres para coser. [67]
En el episodio " Arena " de Star Trek , el Capitán Kirk hiere a un gorn usando un cañón rudimentario que construye usando nitrato de potasio como ingrediente clave de la pólvora .
En 21 Jump Street , Jenko, interpretado por Channing Tatum , hace una presentación en rima sobre el nitrato de potasio para su clase de química.
En Eating Raoul , Paul contrata a una dominatriz para que se haga pasar por una enfermera y engañe a Raoul para que consuma salitre en una estratagema para reducir su apetito sexual por su esposa.
En el episodio de Los Simpson " El Viaje Misterioso de Nuestro Jomer ", se ve al Sr. Burns vertiendo salitre en su plato de chile, titulado Old Elihu's Yale-Style Saltpeter Chili.
En la serie de novelas Sharpe de Bernard Cornwell , se hacen numerosas menciones de que un ventajoso suministro de salitre de la India fue un componente crucial de la supremacía militar británica en las guerras napoleónicas. En Sharpe's Havoc , el capitán francés Argenton lamenta que Francia necesite sacar su suministro de los pozos negros .
En la serie de anime y manga Dr. Stone , la lucha por el control de una fuente natural de salitre procedente del guano ocupa un lugar destacado en la trama.
En la tradición agrícola del cinturón del maíz del siglo XIX, el maíz muerto por la sequía [68] en campos abonados podía acumular salitre hasta el punto de que al abrir el tallo para examinarlo "caía como un polvo fino sobre la mesa". [69]
En cualquier caso, hay evidencia lingüística de los orígenes chinos de la tecnología: en Damasco, los árabes llamaban al salitre utilizado para fabricar pólvora "nieve china", mientras que en Irán se le llamaba "sal china".
Los chinos ciertamente conocían el salitre, ingrediente esencial de la pólvora.
La llamaron Nieve China y la emplearon a principios de la era cristiana en la fabricación de fuegos artificiales y cohetes.
Et ce, en dépit de la multiplicité des avis scientifiques, como celui du Centre international de recherche sur le cancer, classant ces mêmes additifs, connus sous le nom de E249, E250, E251, E252, parmi les "cancérogènes probables", auxquels la Liga contra el cáncer atributos près de 4.000 cánceres colorrectaux par an.[Y esto, a pesar de la multiplicidad de opiniones científicas, como la de la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer, que clasifica estos mismos aditivos, conocidos como E249, E250, E251, E252, entre los "probables carcinógenos", a los que la Liga contra Al cáncer se le atribuyen casi 4.000 cánceres colorrectales al año.]
Nitrato de potasio 60 mg.
