02/01/2016 c L u B e D a M a L a C a: Nitrato de Potássio (Síntese)

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Nitrato de Potássio (Síntese)Introdução:

Nitrato de potássio, ‘’Nitrato Potássico’’, ‘’Adubo pra Coqueiro’’, Saltpetre, PotassiumNitrate são alguns nomes referentes a um composto de fórmula química KNO3, sendo oprimeiro e o último reconhecidos oficialmente pela IUPAC (em português e em Inglês,respectivamente).

Uma dúvida que a maioria dos leigos tem é sobre a Nomenclatura SALITRE que é onome popular mais usado do KNO3. Muita gente acha que Salitre e o Salitre do Chile sereferem à mesma coisa, mas ai que eles se enganam:

Salitre Nome popular referente ao KNO3 (Nitrato de potássio)

Salitre do Chile Nome popular referente ao NaNO3 (Nitrato de Sódio)

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*Vamos convencionar por aqui que esses são os nomes adequados para cada sal.

Se você ler na embalagem de um fertilizante vendido em floriculturas chamado de ‘Salitre doChile’ irá ver que sua composição teórica é 50% KNO3/50% NaNO3, mesmo sabendo que onome popular Salitre do Chile é referente ao Nitrato de Sódio. Então caro leitor, não confundaos nomes, por isso que as pessoas mais experientes nesse assunto não usam muito nomespopulares, pois o seu uso pode trazer confusões como essa.

O KNO3 é, sem dúvidas, o produto químico mais importante para qualquer químico,pirotecnista, espaçomodelista, e muitos outros praticantes de Hobbies, já que é um salacessível e de muitos usos, como será visto mais adiante.

* Na pirotecnia ele é usado para a grande maioria das composições e artefatos populares,como a pólvora, estrelas, pavios, fogos de artifício, ‘’touchpapers’’, e muitas outras.

* No mundo do Espaçomodelismo (foguetismo amador) o KNO3 é o que há de maisimportante, pois ele compõe quase todos os combustíveis mais populares, veja:

KNSU (é o mais popular com certeza; composto por 65% de KNO3 e 35% de Açúcar(sacarose), podendo ter algumas variações e aditivos, como enxofre, xarope de milho, óxidovermelho de ferro, etc.)

KNDX (tendo a mesma base do KNSU trocando apenas a Sacarose pela Dextrose)

KNSB (tendo a mesma base do KNSU trocando apenas a Sacarose pelo Sorbitol)

Pólvora para Foguete (composição em KNO3 / ENXOFRE / CARVÃO 63 / 18,5 / 18,5)

*Na quimiotecnia o KNO3 é o principal oxidante usado, sendo possível acelerar algumasreações; também podemos usar para fazer Ácido Nítrico em escala Laboratorial.

Quantas pessoas estão vendo oCDM agora?

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* Outros usos:

Ele também é muito usado para fazer bombas de fumaça.É utilizado pelos ourives para aumentar a resistência do ouro.É utilizado em fertilizantes, sendo uma boa fonte para Nitrogênio e Potássio, o quenenhum outro fertilizante que eu consigo pensar agora tem na mesma molécula, sendopor essa razão muito comum em kits hidropônicos e em plantações de tabaco.É utilizado no tratamento da hipersensibilidade dentária.

É utilizado pelas indústrias de alimentos que produzem carnes defumadas e embutidossalsichas,linguiças, salames, etc.) a fim de evitar a proliferação de bactéria causadora do botulismo, quecausa uma intoxicação alimentar grave. (

É utilizado em pontes salinas na eletroquímica para unir duas células de pilhas.

Se você não quiser sintetizar o próprio Nitrato de Potássio, poderá comprálo numa lojaespecializada em produtos químicos mais próxima, mas provavelmente não obterá êxito, poisele é controlado pelo exército (existe um esforço de algumas entidades públicas de deixar essesal cada vez mais escasso no mercado):

http://quimilabor.com.br/pdf/lista_geral_exercito.pdf

Muita gente quando ler por ai que o KNO3 é controlado pelo exército, fica apavorado e quer omáximo de distância possível dele; mesmo sabendo desse controle, você não precisa entrar empânico, pois ele parece ser mais focado na venda de certos fertilizantes.

Em toda a América do Sul (talvez em toda a América) eu acho que apenas dois paísesproíbem o comércio do KNO3, o nosso Brasil e o Chile.

Se tiver sorte (que não é o caso de muitos amadores, inclusive eu) poderá encontrar Nitrato dePotássio em forma de fertilizantes para venda; as marcas mais conhecida são ‘’Kristak’’ e‘’Multik’’. Mesmo assim você terá que ter paciência para aguentar uma burocracia necessáriapara a compra do ‘’Kristak’’ e do ‘’Multik’’, e também terá que comprar grandes quantias, jáque sacos de 25 Kg são as embalagens mais comuns.

Sem mais delongas, vamos ao que interessa, à Síntese desse maravilhoso Produto Químico.

Informações Adicionais e de Segurança:

Inglês

http://www.safewater.org/PDFS/owd/Potassium_Nitrate_MSDS.pdf

Português

http://www.jaragua.com.br/pdf/FISPQ%20Nitrato%20de%20Potassio%20NPT2.pdf

Experimental:

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Esse primeiro método que eu vos apresento consiste em reagir cloreto de Potássio comNitrato de Sódio, em seguida filtrar o KNO3 que se precipita:

NaNO3 + KCl > NaCl + KNO3

Se você ver essa reação e não ler meu tutorial completo, vai pensar que eu não sei nada de química,já que o KNO3 não se precipita pois ele é solúvel em água. Porém existe um processo chamado decristalização fracionada que força uma precipitação de compostos solúveis, mas que é muito poucosolúvel quando a solução está submetida a temperaturas baixas, que é o caso do nitrato de potássio.

Existem muitos meios de fazer essa reação em casa, lhe apresentarei dois métodos: o primeiro comNitrato de Sódio obtido em lojas especializadas em produtos químicos, o segundo (e mais popular,já que sai mais em conta) usa NaNO3 proveniente do Salitre do Chile, que é um fertilizantecomposto por Nitrato de Sódio e de Potássio 50% CADA, então além do KNO3 gerado a partir dareação mostrada mais acima, ainda tem o que já vem na composição do adubo.

1ª Variação de Método

Reagentes Necessários:

Nitrato de Sódio (NaNO3); puro comprado numa loja especializada em produtos químicos por10,00 reais; se você não tem acesso à uma loja dessas não desespere, na ‘’2ª variação de Método’’,que mostrarei mais a frente, ensinarlheei a desviar dessa ‘’barreira’’.

Informações de Segurança: Inglês Português

Cloreto de Potássio (KCl); Comprado em floriculturas ou distribuidoras de fertilizantes num grauagrícola, que tem uma pureza relativa alta (80%).

Informações de Segurança: Inglês Português

Processo:

1ª etapa – Purificação do KCl grau agrícola

A purificação do cloreto de potássio comprado numa loja de fertilizantes consiste em dissolveras bolinhas avermelhadas numa dada quantidade de água fervente, e logo em seguida filtrar asolução para retirar toda aquela ‘’borra’’ avermelhada que fica suspensa na água.

Peguei 10 Kg de KCl comercial (o cloreto que purificarei não será destinado apenas a estasíntese que vos apresento, também usarei em procedimentos futuros, é essa a razão dos 10Kg) e pus numa bacia. Logo em seguida coloquei uma quantia enorme de água para ferver, efui jogando essa água na bacia cheia de KCl.

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Fui adicionando água aos poucos, até que todas as bolinhas vermelhas se dissolvessem, eentão filtrei tudo por um filtro de pano, retendo assim aquele corante que dava às bolinhas suacoloração característica.

Peguei toda a solução, agora límpida, e joguei numa panela enorme para vaporizar toda aquelaágua. Esperei até ver que o meu Cloreto de Potássio estava realmente seco.

Purificação

Comparação entre Cloreto comercial e Cloreto purificado

2ª etapa – Reação de Dupla Troca Salina

Essa 2ª etapa consiste na parte mais importante do tutorial: a reação de síntese propriamentedita. Fui adicionando CONTROLADAMENTE água fervente num recipiente contendo 450g deNitrato de Sódio (NaNO3). Depois de ver que tudo estava dissolvido, adicionei 380g de KCl àsolução, e a pus no aquecimento (fogão com ‘’fogo alto’’).

Reservei uma garrafa PET de 2l para colocar a solução fervente, e assim fiz (com ajuda de umfunil e um pedaço de pano, que servia para ir filtrando logo qualquer impureza e também partedo NaCl em excesso que ia se precipitando, segundo a equação). Então peguei essa garrafa edeixei durante 4 a 5 horas no congelador, até perceber que havia uma quantia considerável decristais precipitados no fundo da garrafa.

Depois dessa foto ainda deixei a solução mais um pouco no congelador.

A reação na temperatura normal da água não acontece, já que, segundo UMA das leis dasreações de dupla troca, uma reação só ocorre quando há um precipitado, e sabemos que oKNO3 não se precipita, já que ele é solúvel. Mas quando a solução é submetida a temperaturasbaixas, a reação fica assim:

NaNO3(aq) + KCl(aq) > NaCl(aq) + KNO3(ppt)

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Deu pra perceber que, segundo a reação, parte do KNO3 tende a se precipitar, pois ele é muito poucosolúvel em temperaturas baixas.Então, como houve um precipitado, essa reação ocorre.

Solubilidade dos sais envolvidos nessa reação.

3ª etapa – Filtração

Essa etapa é a parte do processo em que nós mais nos enrolamos, e sempre perdemos KNO3em maior ou menor quantidade.

Existem métodos para que você não perca muito KNO3 no processo de filtração, como fazerum aparato de filtração. Eu cortei o gargalo de uma garrafa pet de 3l um pouco perto da tampa,para que a abertura não ficasse muito grande. Peguei um filtro de papel (café) e fixei na parteda garrafa que foi cortada.

Depois de concluir meu aparato, tirei a garrafa com KNO3 do congelador e cortei o gargalopara que todo o Nitrato de Potássio pudesse sair com tranquilidade de dentro da garrafa, já queera como se ele estivesse pedrado ali. Depois joguei tudo através do filtro, e fui retirando o filtrocheio de KNO3 à medida que sua capacidade fosse máxima.

Quando o processo de filtração foi concluído, segui para a 4ª etapa, que é o processo desecagem do material. Mas atenção, guarde a água que foi retirada da garrafa junto com oKNO3, pois ela está ainda com muito Nitrato ali dissolvido, e não podemos vaporizar a águaporque também tem muito NaCl contaminando, então jogue essa solução em suas plantas (éum ótimo adubo) ou utilize essa água para procedimentos futuros para aumentar seurendimento.

4ª etapa – Secagem

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Existem duas formas de eliminação da água do seu KNO3 obtido: deixálo sobre folhas dejornal ou papel toalha sob o sol durante muito tempo, ou colocar o Nitrato de Potássio aindaúmido numa panela e submetêla ao aquecimento.

Eu sequei parte do KNO3 pelo 1º método e o restante pelo 2º método. O problema do 1ºmétodo é que você tem que ter paciência, já que é um processo bem demorado, e tambémpartículas de impurezas podem cair no seu KNO3 eventualmente, já que ele está exposto numambiente que é geralmente poluído.

Já no 2º método, que é o meu preferido, têm muitas vantagens: é rápido e não há grandesriscos de contaminação. Mas também os lindos cristais na forma de agulhas que foi formadovão se quebrarem, e transformar num pó fininho (o que é bom, já que se o KNO3 for um pó finonós podemos fazer vários usos dele, o que não ocorreria se ele ainda estivesse em cristais).Mas atenção, eu recomendo que usem panelas INOX ao invés de usar as de alumínio, poissegundo observações minhas de processos anteriores o alumínio tende a sofrer uma açãooxidante do produto a ser secado (mas isso não impede totalmente seu uso); e tambémcuidado para não deixar o KNO3 se fundir, seria um problema reduzilo ao pó de novo.

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[CONTINUA...]Agora para você que não tem acesso à uma fonte de NaNO3 puro, vocêpode seguir o tutorial do site PiroQuímica Amadora:

http://piroquimicaamadora.blogspot.com/2010/03/nitratodepotassio.html

Como já fiz a maior parte do tutorial,decidi postar para vocês irem lendo, masainda falta detalhes, como os métodosde purificação e análise de pureza,variações de sítese, fonte, etc... Mas porenquanto qualquer dúvida sobre ostópicos que eu falei ou vão até àcomunide no orkut e tirem suas dúvidas,ou vão até o site que vos indiquei eleiam um pouco por lá, talvez tire suasdúvidas.

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