Kaliumnitrat – Synthese über Kaliumhydroxid

Normalerweise würde man Kaliumnitrat wie fast alle Nitrate aus dem jeweiligen Carbonat herstellen. Allerdings sind die Möglichkeiten Kaliumnitrat herzustellen extrem vielfältig, weshalb hier nun noch eine andere Methode durchgeführt wird. In diesem Fall wird dieses über Kaliumhydroxid synthetisiert, welches mit verdünnter Salpetersäure vollständig zu Kaliumnitrat und Wasser reagiert.

 

 

 

Warnhinweise
– Beim Arbeiten mit Salpetersäure müssen Säurehandschuhe getragen werden!
– Gelöstes Kaliumhydroxid bildet eine stark ätzende Kalilauge, auch hier Säurehandschuhe tragen!

 

 

 

Eigenschaften

Summenformel:KNO3
Trivialnamen:Salpeter, Kalisalpeter
CAS-Nummer:7757-79-1
Molare Masse:101,11 g/mol
Dichte:2,11 g/cm3
Schmelzpunkt:334 °C
Siedepunkt:Teilweise Zersetzung ab 400 °C, vollständige ab 750 °C
Löslichkeit:316 g/l bei 20 °C

 

 

 

Weiterführende Links:
https://de.wikipedia.org/wiki/Kaliumnitrat
http://www.seilnacht.com/Chemie/ch_kno3.htm

 

 

 

Theoretische Berechnungen

Kaliumhydroxid+Salpetersäure=Kaliumnitrat+Wasser
KOH+HNO3=KNO3+H20
56,11g/mol+63,01g/mol=101,11g/ mol+18,0153g/mol
119,12g=119,12…g

 

Probe erfolgreich, für 100 g Kaliumnitrat werden also folgende Mengen benötigt:

56,11 g/mol+63,01 g/mol=101,11 g/ mol+18,0153 g/mol/:mol/:101,11
56,11 g/mol+0,632… g=1 g+0,178… g/* 100
55,49 g KOH+62,32 g HNO3 (100%)=100 g KNO3+17,82 g H2O

62,32 g HNO3 (100%) sind bei 60%iger HNO3 umgerechnet ca. 104 g.

 

 

 

Materialien
– 400 ml Becherglas
– 150 ml Becherglas
– Magnetrührer mit Rührfisch
– Laborlöffel
– Laborthermometer
– Pipette (Optional Tropftrichter)
– Indikatorpapier

 

 

 

Chemikalien
– 55,49 g Kaliumhydroxid (KOH)
– 104 g Salpetersäure (HNO3 60%)
– 100 ml dest. Wasser

 

 

 

 

Durchführung
1) Zuerst bauen wir den Versuch auf, dafür wird ein 400 ml Becherglas auf dem Magnetrührer plaziert und das Thermometer hineingestellt.

 

 

2) Nun stellen wir die Kalilauge her indem wir 100 ml destilliertes Wasser in das Becherglas geben und schrittweise das Kaliumhydroxid hinterher.

Wirklich nur schrittweise, das Lösen von Kaliumhydroxid ist eine exotherme Reaktion, das heißt es wird Wärme freigesetzt. Die Temperatur unter 70 °C halten um ein Überkochen zu verhindern.

 

 

3) Jetzt haben wir eine starke Kalilauge, diese wird mit 104 g Salpetersäure neutralisiert. Es muss nicht gewartet werden, bis sich die Kalilauge abkühlt, das tut sie nun langsam von selbst. Entweder verwendet man einen Tropftrichter oder gibt die Säure mittels einer Pipette ganz langsam hinzu. Dabei ist ein starkes Zischen und leichtes Schäumen zu erkennen.

Tipp: lasst die Säure an der Wand des Becherglases hinunterlaufen, ansonsten spritzt viel Lauge herum. Alternativ einen Tropftrichter inkl. Rundkolben verwenden, in dieser Konstruktion kann nichts austreten

 

 

4) Kurz bevor die Salpetersäure vollständig hinzu gegeben wurde, wird in regelmäßigen Abschnitten der Ph-Wert der Lösung mittels Indikatorstreifen gemessen. Der Umschlag von Base zu „neutral“ erfolgt sehr plötzlich und man sollte auf keinen Fall zu viel Säure hinzu geben. Notfalls überschüssige Säure wieder in die Flasche zurückführen.

 

 

5) Jetzt hat man im Grunde reines Kaliumnitrat im Becherglas vorliegen, natürlich im Wasser gelöst. Also kann man die Lösung bei 250 °C eindampfen, bis ein feines weißes Pulver entsteht. Hier die verschiedenen Stufen von der klaren Lösung, über die Eintrübung bis hin zum breiförmigen Kaliumnitrat

 

 

6) Zuletzt trocknet man nochmals bei 200 °C im Backofen

 

 

 

Ausbeute
98,26 g Kaliumnitrat also 98,26% der theoretischen Ausbeute.