Nitrato
Il nitrato più importante è quello di sodio, ma potassio, ammonio, piombo, ferro, argento, stronzio e bario sono usati in una certa misura comunemente.
Il nitrato di sodio , chiamato anche salnitro di peperoncino, si trova in depositi naturali nelle regioni desertiche lungo la costa occidentale del Sud America, in particolare vicino alle linee di confine tra Perù, Cile e Bolivia, a una latitudine compresa tra 20 0 e 26 0 S.
Il territorio è ora principalmente di proprietà di Chili.
I depositi si estendono per circa 220 miglia di lunghezza e in media circa due miglia di larghezza.
Il nitrato grezzo, chiamato “caliche” il liquore madre è troppo contaminato per un ulteriore utilizzo.
Viene quindi scolato e trattato per il recupero dello iodio (p. 218), che contiene.
Il residuo della lixivazione contiene un po ‘di nitrato e viene lavato con acqua dolce, ottenendo una soluzione debole, che viene utilizzata per diluire le acque madri prima di usarle per la lisciviazione.
I cristalli di nitrato di sodio vengono incatenati ed essiccati al sole.
Vengono quindi imballati e spediti come salnitro al peperoncino grezzo, contenente dal 94 al 98 per cento di NaNO3.
Per molti scopi questo viene purificato mediante ricristallizzazione.
Grandi depositi di un grado molto elevato di nitrato di sodio sono stati trovati recentemente nell’Alto Egitto, ma questi non sono stati ancora molto sviluppati e quasi tutta la fornitura mondiale proviene dal Cile.
La formazione di questi letti è attribuita alla decomposizione delle piante marine in condizioni di temperatura e umidità tali che l’ammoniaca prodotta è stata convertita in nitrato per azione del bacillo nitrificante, un organismo presente nel suolo.
Essendo la regione priva di pioggia, il nitrato di sodio non è stato lavato via.
Il nitrato di potassio , o salnitro, deriva da tre fonti:
- Letti di nitrato naturale, formati dalla decomposizione di materia organica in climi caldi e umidi.
- Letti di nitrato artificiale, preparati appositamente per lo scopo.
- La decomposizione del nitrato di sodio da parte del cloruro di potassio.
In molti paesi tropicali, specialmente in India, Persia ed Egitto, si trovano depositi nativi di nitrato di potassio che impregnano la terra nelle vicinanze di grandi città e paesi.
Questa formazione è dovuta all’azione dei batteri nitrificanti e non è strettamente un processo di ossidazione.
I depositi si formano continuamente, una bianca efflorescenza appare sulla superficie del terreno.
Questo viene raschiato, lixivato con acqua e la soluzione chiarificata evaporata direttamente, per cristallizzare il nitro.
Ma tutto il nitrato di calcio nelle acque madri viene così perso.
Aggiungendo cloruro di potassio ottenuto dalle ceneri di legno il nitrato di calcio viene decomposto e si ottiene una resa maggiore di nitro.
La produzione artificiale di salnitro in letti di materia organica in decomposizione è ora di scarsa importanza, anche se precedentemente ampiamente praticata in Svezia, Svizzera, e la Francia quando il nitro veniva raccolto come parte della tassa di ogni agricoltore.
Con questo processo la materia organica in putrefazione viene mescolata con malta vecchia, o con terra porosa contenente carbonato di calcio e ceneri di legno, e il mucchio viene lasciato riposare per alcuni mesi, essendo occasionalmente inumidito con il liquido di scolo delle stalle.
Gli organismi nitrificanti presto impregnano la massa con nitrati di calcio, potassio e magnesio.
Alla lisciviazione, questi vanno in soluzione; quando bolliti con ceneri di legno, il calcio e il magnesio precipitano come carbonati, mentre il liquido chiarificato produce nitrato di potassio alla concentrazione.
Il nitrato di potassio, prodotto dalla doppia decomposizione del nitrato di sodio con il cloruro di potassio, è oggi il più importante dal punto di vista commerciale. La reazione è molto semplice:
Na: N03 + KCl = NaCl + KX03
Il cloruro di potassio commerciale, contenente circa l’80% di KCl, viene sciolto in acqua in serbatoi di ghisa, rame o legno rivestiti di piombo che contengono da 500 a 600 galloni.
Quando la soluzione calda ha una densità da circa 40 ° a 42 ° Tw. (Da 1,20 a 1,21 sp. Gr.), viene aggiunto nitrato di sodio contenente il 95% di NaN03 e la miscela bollente viene ben agitata per un’ora.
Per evaporazione, il sale comune, essendo meno solubile del nitrato, precipita e il più possibile di esso viene eliminato, continuando la concentrazione fino a quando la densità della soluzione è 100 ° Tw. (1,50 sp. Gr.
Il liquido viene lasciato riposare per un breve periodo di tempo e poi, ancora caldo, viene aspirato dal sedimento in vasche di cristallizzazione, dove viene attivamente agitato durante il raffreddamento.
Ciò provoca la separazione del nitro come farina di cristalli. “, che viene lavato con una soluzione satura di nitrato di potassio (o spesso con acqua fredda) per rimuovere il liquore madre e il cloruro di sodio rimanente.
Le acque di lavaggio e le acque madri vengono utilizzate per sciogliere la successiva partita di cloruro di potassio.
Una o due ricristallizzazioni liberano il nitrato di potassio da a11 ma una traccia di cloruro.
Quando il cloruro di potassio contiene un po ‘di cloruro di magnesio, è meglio precipitare il magnesio mediante carbonato di sodio prima di aggiungere il nitrato di sodio, poiché altrimenti potrebbero rimanere tracce di cloruro di magnesio nel prodotto.
Questo sale, essendo deliquescente, può bagnare il nitrato durante l’esposizione. Una o due ricristallizzazioni liberano il nitrato di potassio da a11 ma una traccia di cloruro.
Gli usi principali del nitrato di potassio sono per la produzione di polvere da sparo ed esplosivi, nei fiammiferi, nella pirotecnica, nell’analisi, nelle operazioni metallurgiche e analitiche e per la stagionatura della carne.
Il nitrato di ammonio è ora utilizzato in misura considerevole nella fabbricazione di alcuni esplosivi “senza fiamma” e anche, in misura minore, per la produzione di protossido di azoto (“gas esilarante”).
Di solito è prodotto neutralizzando l’acido nitrico con ammoniaca. I tentativi di produrlo mediante doppia decomposizione del nitrato di sodio con i sali di ammonio danno luogo a relazioni incomplete e parte del nitrato di sodio rimane non decomposto.
Nitrato di piombo è generalmente ottenuto sciogliendo litargirio (PbO) in acido nitrico diluito a caldo. Dopo la filtrazione, la soluzione viene concentrata ad una densità di 1000 Tw. (1,50 sp. Gr.) E a110 fatto cristallizzare.
Viene utilizzato nella tintura e nella stampa calicò, per la produzione di alcuni pigmenti arancione e giallo (giallo cromo), per alcuni esplosivi e in alcuni tipi di fiammiferi.
È importante in quanto fornisce un sale di piombo moderatamente solubile.
Il nitrato ferrico (nitrato di ferro) viene generalmente prodotto sciogliendo rottami di ferro in acido nitrico di 1,30 sp. gr. ‘1.
La reazione è la seguente:
2 Fe +8 HN03 = 2 Fe (N03) 3 + 2 NO +4 H20.
Concentrando la soluzione si ottengono cristalli incolori, contenenti sei o nove molecole di acqua cristallina.
La soluzione acquosa dissolverà l’idrossido ferrico e questa soluzione di base è molto usata nella colorazione dei tessuti.
Usando un eccesso di ferro, e permettendo che la reazione continui lentamente, dopo che tutto l’acido è stato agito, si forma infine un precipitato di nitrato ferrico basico insolubile.
La soluzione così ottenuta è di colore rosso bruno e composizione indefinita.
Viene utilizzato principalmente per i neri nella tintura della seta e per il ferro battuto sul cotone.
Il nitrato ferroso si prepara sciogliendo il ferro in acido nitrico diluito freddo (1,10 sp. Gr.).
Ma nella soluzione si forma anche una notevole quantità di nitrato di ammonio, secondo la reazione:
4 Fe + 10 HN03 = 4 Fe (N03) 2 + NH4NO3 + 3 H20.
Questa soluzione è molto instabile e si decompone se riscaldata anche leggermente, formando nitrato ferrico basico e liberando ossido nitrico.
Per preparare un nitrato ferroso puro, si utilizza la decomposizione di una soluzione di solfato ferroso mediante bario o nitrato di piombo:
FeS04 + Ba (NO3) 2 = BaS04 + Fe (NO3) 2
La soluzione viene filtrata o decantata dal solfato di bario precipitato.
Esiste una preparazione venduta come “nitrato di ferro” (probabilmente chiamata così perché per la sua fabbricazione viene utilizzato un po’ di acido nitrico), che non è un nitrato, ma una soluzione di solfato ferrico basico e solfato-nitrato.
Una soluzione di solfato ferroso viene ossidata dall’acido nitrico, secondo le seguenti equazioni:
1) 6 FeS04 + 2 H: X0a + 2 H20 = 3 Fe2 (S04) 2 ‘(OH) 2 + 2 NO.
2) 6 FeS04 +5 noxoa = 3 FelS04) 2 ‘(NOa) • (OU) + 2 NO + H20.
3) 6 FeS04 + 8 IIXOa = 3 Fe2 (S04) 2 ‘(NOa) 2 + 2 NO +4 H20.
4) 12 FeS04 + 3 H2SO. + 4 HNOa = 3 FeiS04) 5 ‘(OI-J) 2+ 4 NO + 2 H20.
L’equazione 4 fornisce il miglior prodotto.
La soluzione di solfato ferrico basico e nitrati di solfato è un liquido rosso bruno scuro, molto utilizzato nella tintura della seta.
Viene menzionato solo qui a causa della frequente confusione di nomi nell’articolo commerciale.
Si ottiene sciogliendo il metallo in acido nitrico diluito:
6 Ag + 8 UNOa = 6 AgNOa + 4 H20 + 2 NO
Se l’argento contiene rame, la risultante soluzione di nitrati viene evaporata a secchezza e quindi riscaldata con cautela a circa 2500°C, alla quale temperatura il nitrato di rame viene decomposto in ossido di rame, ossido nitrico e ossigeno, mentre il sale d’argento non viene alterato.
Estraendo il residuo con acqua, viene sciolto lasciando l’ossido di rame.
La soluzione viene quindi evaporata per cristallizzare il nitrato d’argento.
Il sale fonde inalterato a 225°C, ma si decompone se riscaldato fin quasi al rossore; è fuso in piccoli bastoncini, ed è molto usato in medicina per un cauterio, sotto il nome di caustica lunare.
Il nitrato d’argento ha un’azione molto corrosiva sulla materia organica.
È largamente utilizzato in fotografia e, in misura minore, in farmacia, nella fabbricazione di specchi, nella preparazione di “inchiostri indelebili” e come reagente chimico.
Il nitrato di bario si ottiene sciogliendo il carbonato nativo (witherite) in acido nitrico caldo e diluito; 01 ‘può essere preparato decomponendo una soluzione concentrata (320 Be) di cloruro di bario, mediante aggiunta di nitrato di sodio, la minore quantità di nitrato di bario precipitato.
Il sale viene purificato mediante ricristallizzazione.
Viene utilizzato principalmente per produrre “fuoco verde” in articoli pirotecnici e per produrre perossido di bario (Ba02).
Viene anche utilizzato come materiale ossidante in alcuni esplosivi.
Nitrato di stronzio si ottiene sciogliendo il carbonato nativo (strontianite) in acido nitrico caldo.
Il suo uso principale è per il “fuoco rosso” nella pirotecnica.
