El nitrato de potasio es un compuesto químico de sabor fuerte, salado y amargo y cuya fórmula química es KN O3 . Es una sal de potasio del ácido nítrico . Esta sal está formada por cationes potasio K + y aniones nitrato NO −3, y por lo tanto es un nitrato de metal alcalino . Se encuentra en la naturaleza como un mineral, nitro (o nitre fuera de los EE. UU.). [5] Es una fuente de nitrógeno , y el nitrógeno recibió su nombre del nitro. El nitrato de potasio es uno de varios compuestos que contienen nitrógeno y se denomina colectivamente salitre (o salitre en los EE. UU.). [5]
Los principales usos del nitrato de potasio son en fertilizantes , eliminación de tocones de árboles , propulsores de cohetes y fuegos artificiales . Es uno de los principales componentes de la pólvora (polvo negro). [6] En las carnes procesadas , el nitrato de potasio reacciona con la hemoglobina y la mioglobina generando un color rojo. [7]
El nitro, o nitrato de potasio, debido a su uso y producción temprana y global, tiene muchos nombres.
En cuanto al nitrato, las palabras hebreas y egipcias para él tenían las consonantes ntr, lo que indica una probable cognación en el griego nitron , que se latinizó a nitrum o nitrium . De ahí el francés antiguo tenía niter y el inglés medio nitre . En el siglo XV, los europeos se refirieron a él como salitre , [8] específicamente salitre indio (el salitre chileno es nitrato de sodio [9] ) y más tarde como nitrato de potasa, a medida que se entendía más completamente la química del compuesto.
Los árabes la llamaban "nieve china" ( árabe : ثلج الصين , romanizado : thalj al-ṣīn ) así como bārūd ( بارود ), un término de origen incierto que más tarde llegó 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] El Tiangong Kaiwu , publicado en el siglo XVII por miembros de la dinastía Qing , detallaba la producción de pólvora y otros productos útiles de la naturaleza.
En la India Maurya, los fabricantes de salitre formaban las castas Nuniya y Labana . [15] El salitre se menciona en el Arthashastra de Kautilya (compilado entre el 300 a. C. y el 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 sirio Hasan al-Rammah 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 del barud (mineral de salitre crudo) hirviéndolo con un mínimo de agua y utilizando solo la solución caliente, luego el uso de óxido de potasio (en forma de cenizas de madera ) para eliminar el calcio y el magnesio mediante la precipitación de sus carbonatos de esta solución, dejando una solución de nitrato de potasio purificado, que luego se podía secar. [17] Esto se usaba para la fabricación de pólvora y dispositivos explosivos. La terminología utilizada por al-Rammah indicaba que la pólvora sobre la que escribió se originó en China. [18]
Ya desde 1845 se explotaban yacimientos de nitratita en Chile y California.
Las principales fuentes naturales de nitrato de potasio eran los depósitos que cristalizaban 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 recogiendo 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 . [20]
Se descubrió nitrato de calcio , o salitre de cal, en las paredes de los establos, a partir de la orina de animales de corral. [9]
El nitrato de potasio se producía en una nitraría o " planta de salitre ". [21] El proceso implicaba enterrar los excrementos (humanos o animales) en un campo al lado de las nitrarías, regarlos y esperar hasta que la lixiviación permitiera que el salitre migrara a la superficie por eflorescencia . Luego, los operarios recogían el polvo resultante y lo transportaban para concentrarlo por ebullición en la planta de calderas. [22] [23]
Además de " Montepellusanus ", durante el siglo XIII (y más allá) el único suministro de salitre en toda la Europa cristiana (según "De Alchimia" en 3 manuscritos de Michael Scot, 1180-1236) se "encontró en España en Aragón en cierta montaña cerca del mar". [13] : 89, 311 [24]
En 1561, Isabel I , reina de Inglaterra e Irlanda, que estaba en guerra con Felipe II de España , se vio imposibilitada de importar salitre (del que el Reino de Inglaterra no tenía producción propia), y tuvo que pagar "300 libras de oro" al capitán alemán Gerrard Honrik por el manual "Instrucciones para hacer crecer el salitre" (el secreto del " Feuerwerkbuch " -los nitrarios-). [25]
Un lecho de nitrato es un proceso similar que se utiliza para producir nitrato a partir de excrementos. Sin embargo, a diferencia del proceso basado en la lixiviación del nitrario, se mezclan los excrementos con tierra y se espera que los microbios del suelo conviertan el nitrógeno amino en nitratos mediante nitrificación . Los nitratos se extraen del suelo con agua y luego se purifican en salitre agregando ceniza de madera. El proceso fue descubierto a principios del siglo XV y fue muy utilizado hasta que se encontraron los depósitos minerales chilenos. [26]
El bando confederado de la Guerra Civil estadounidense tenía una escasez significativa de salitre. Como resultado, se creó la Oficina de Minería y Salitre para fomentar la producción local, incluso mediante la construcción de yacimientos de salitre y el suministro de excrementos a las nitradoras del gobierno. El 13 de noviembre de 1862, el gobierno publicó un anuncio en el Charleston Daily Courier solicitando 20 o 30 "hombres negros físicamente aptos" para trabajar en los nuevos yacimientos de salitre en Ashley Ferry, Carolina del Sur. Los yacimientos de salitre eran grandes rectángulos de estiércol podrido y paja, humedecidos semanalmente con orina, "agua de estiércol" y líquido de letrinas, pozos negros y desagües, y que se removían periódicamente. Los Archivos Nacionales publicaron registros de nóminas que dan cuenta de más de 29.000 personas obligadas a realizar ese trabajo en el estado de Virginia. El Sur estaba tan desesperado por salitre para la pólvora que, según se informa, un funcionario de Alabama colocó un anuncio en el periódico pidiendo que se guardara el contenido de los orinal para su recolección. En Carolina del Sur, en abril de 1864, el gobierno confederado obligó a 31 personas esclavizadas a trabajar en la fábrica de nitro de Ashley Ferry, en las afueras de Charleston. [27]
Tal vez la discusión más exhaustiva de la producción de nitración sea el texto de LeConte de 1862. [28] Estaba escribiendo con el propósito expreso de aumentar la producción en los Estados Confederados para satisfacer sus necesidades durante la Guerra Civil Estadounidense . Dado que estaba pidiendo 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 solo paja y orina, pero no existe tal método en esta obra.
Turgot y Lavoisier crearon la Régie des Poudres et Salpêtres unos años antes de la Revolución Francesa . Los lechos de nitro se preparaban mezclando estiércol con mortero o cenizas de madera, tierra común y materiales orgánicos como paja para dar porosidad a una pila de abono que normalmente tenía 4 pies (1,2 m) de alto, 6 pies (1,8 m) de ancho y 15 pies (4,6 m) de largo. [28] El montón generalmente estaba bajo una cubierta para protegerlo de la lluvia, se mantenía húmedo con orina , se volteaba 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 filtrándolo a través de potasa .
Joseph LeConte describe un proceso que utiliza únicamente orina y no estiércol, al que denomina « método suizo» . La orina se recoge directamente en un arenero situado debajo de un establo. La arena se extrae y se lixivia para extraer los nitratos, que luego se convierten en nitrato de potasio utilizando potasa, como se ha indicado anteriormente. [29]
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 que se le cortara el suministro de nitratos de sodio minerales de Chile (ver nitratita ).
El nitrato de potasio se puede fabricar 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 los paquetes de hielo instantáneos , [30] y cloruro de potasio , que se obtiene fácilmente como un sustituto de 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 [31] , que se transforma en un sistema trigonal a 128 °C (262 °F). Al enfriarse desde 200 °C (392 °F), se forma otra fase trigonal entre 124 °C (255 °F) y 100 °C (212 °F). [32] [33]
El nitrato de sodio es isomorfo con la calcita , la forma más estable del carbonato de calcio , mientras que el nitrato de potasio a temperatura ambiente es isomorfo con la aragonita , un polimorfo ligeramente menos estable del carbonato de calcio. La diferencia se atribuye a la similitud de tamaño entre el nitrato ( NO−3) y carbonato ( CO2−3) y el hecho de que el ion potasio ( K + ) es más grande que los iones sodio ( Na + ) y calcio ( Ca 2+ ). [34]
En la estructura a temperatura ambiente del nitrato de potasio, cada ion de potasio está rodeado por 6 iones de nitrato. A su vez, cada ion de nitrato está rodeado por 6 iones de potasio. [31]
El nitrato de potasio es moderadamente soluble en agua, pero su solubilidad aumenta con la temperatura. La solución acuosa es casi neutra, presentando un pH de 6,2 a 14 °C (57 °F) para una solución al 10% de polvo comercial. No es muy higroscópico , absorbiendo alrededor de 0,03% de agua en una humedad relativa del 80% 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 : [35]
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 se ha invertido: los nitratos se producen a partir de ácido nítrico producido 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 negra proporcionó la potencia explosiva para todas las armas de fuego del mundo. Después de esa época, las armas pequeñas y la artillería de gran tamaño 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 los azúcares en " caramelos para cohetes " (un popular propulsor de cohetes amateur). También se utiliza en fuegos artificiales como las bombas de humo . [36] También se añade a los cigarrillos para mantener una combustión uniforme del tabaco [37] y se utiliza para asegurar la combustión completa de los cartuchos de papel para revólveres de cápsula y de bola. [38] También se puede calentar a varios cientos de grados para usarse en el pavonado con nitro , que es menos duradero que otras formas de oxidación protectora, pero permite una coloración específica y a menudo hermosa de piezas de acero, como tornillos, pasadores y otras piezas pequeñas de armas de fuego.
El nitrato de potasio ha sido un ingrediente común de la carne salada desde la antigüedad [39] o la Edad Media . [40] La adopción generalizada del uso de nitrato es más reciente y está vinculada al desarrollo del procesamiento de carne a gran escala. [6] El uso de nitrato de potasio se ha descontinuado en su mayoría porque da resultados lentos e inconsistentes en comparación con las preparaciones de nitrito de sodio como el "polvo de Praga" o la " sal de curado " rosa . Aun así, el nitrato de potasio todavía se usa en algunas aplicaciones alimentarias, como salami, jamón curado en seco, charcutería y (en algunos países) en la salmuera utilizada para hacer carne en conserva (a veces junto con nitrito de sodio). [41] En las Islas Shetland (Reino Unido) se utiliza en el curado de cordero para hacer cordero reestit , un manjar local. [42] Cuando se usa como aditivo alimentario en la Unión Europea, [43] el compuesto se conoce como E252 ; También está aprobado para su uso como aditivo alimentario en los Estados Unidos [44] y en Australia y Nueva Zelanda [45] (donde figura bajo su número INS 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 humanos). [46]
En abril de 2023, el Tribunal de Apelaciones francés de Limoges confirmó que la ONG de vigilancia alimentaria Yuka tenía legitimidad legal para describir el nitrato de potasio E249 a E252 como un "riesgo de cáncer" y, por lo tanto, rechazó una apelación de la industria de charcutería francesa contra la organización. [47]
El nitrato de potasio se utiliza en fertilizantes como fuente de nitrógeno y potasio, dos de los macronutrientes para las plantas. Cuando se utiliza solo, tiene un índice NPK de 13-0-44. [48] [49]
En el pasado se creía que el nitrato de potasio inducía la impotencia , y todavía se rumorea que se encuentra en los alimentos institucionales (como la comida militar). No hay evidencia científica de tales propiedades. [64] [65] 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. [ cita requerida ] En One Flew Over the Cuckoo's Nest , las enfermeras le piden a Randle que tome sus medicamentos, pero como no sabe cuáles son, menciona que no quiere que nadie "le dé salitre". Luego procede a imitar los movimientos de la masturbación.
En 1776 , John Adams le pide a su esposa Abigail que fabrique salitre para el Ejército Continental. Ella, finalmente, logra hacerlo a cambio de alfileres para coser. [66]
En el episodio de Star Trek " Arena ", el capitán Kirk hiere a un gorn usando un cañón rudimentario que construye usando nitrato de potasio como ingrediente clave de la pólvora . [ cita requerida ]
En 21 Jump Street , Jenko, interpretado por Channing Tatum , da una presentación rimada sobre el nitrato de potasio para su clase de química. [ cita requerida ]
En Eating Raoul , Paul contrata a una dominatriz para que se haga pasar por enfermera y engañe a Raoul para que consuma salitre como una estratagema para reducir su apetito sexual por su esposa. [ cita requerida ]
En el episodio de Los Simpsons " El viaje misterioso de nuestro Homero ", se ve al señor Burns vertiendo salitre en su plato de chile, titulado Old Elihu's Yale-Style Saltpeter Chili. [ cita requerida ]
En la serie de novelas Sharpe de Bernard Cornwell se mencionan numerosas veces el ventajoso suministro de salitre de la India, un componente crucial de la supremacía militar británica en las guerras napoleónicas. En Havoc de Sharpe , el capitán francés Argenton lamenta que Francia tenga que extraer su suministro de pozos negros . [ cita requerida ]
En la serie de anime y manga Dr. Stone , la lucha por el control de una fuente natural de salitre a partir del guano ocupa un lugar destacado en la trama. [ cita requerida ]
En la tradición agrícola del Cinturón del Maíz del siglo XIX, el maíz muerto por la sequía [67] en campos abonados podía acumular salitre hasta tal punto que al abrir el tallo para examinarlo "caía como un polvo fino sobre la mesa". [68]
En un libro esloveno https://sl.wikipedia.org/wiki/KNO3/Martin_Krpan_z_Vrha, el nitrato de potasio se denominaba sal inglesa. Martin Krpan lo transportaba por todo el país. En una tradición anual llamada pust, la gente cuelga bolsas de arena o sal normal para representar el nitrato de potasio y a Martin Krpan. No mucha gente está familiarizada con el nitrato de potasio y simplemente lo llaman sal inglesa y rara vez alguien sabe que lo transportaba para usarlo en pólvora.
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 lo llamaban "sal china".
Los chinos estaban ciertamente familiarizados con el salitre, el ingrediente esencial de la pólvora. Lo llamaban nieve china y lo 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 sobre el Cáncer, que clasifica estos mismos aditivos, conocidos como E249, E250, E251, E252, entre los "probables carcinógenos", a los que se opone la Liga Contra el Cáncer. El cáncer causa casi 4.000 cánceres colorrectales al año.]
Nitrato de potasio 60 mg
