用硝土制取硝酸钾【原理】硝酸钾俗称火硝或土硝
它是黑火药的重要原料和复合化肥
制取硝酸钾可以用硝土和草木灰作原料
土壤里的有机物腐败后,经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用,生成硝酸
硝酸根跟土壤里的钾、钠、镁等离子结合,形成硝酸盐
硝土中的硝酸盐就是这样来的
硝土一般存在于厕所、猪、牛栏屋,庭院的老墙脚,崖边,岩洞以及不易被雨水冲洗的地面
硝土潮湿,不易晒干,经太阳曝晒后略变紫红色
好的硝土放在灼红的木炭上会爆出火花
从硝土中提取硝酸钾,主要原理是利用草木灰中的钾离子取代硝土中的钠离子,从而生成硝酸钾
另外,草木灰里的碳酸根离子和硫酸根离子跟硝土里的钙、镁离子结合,生成难溶性的盐而沉淀,从而去掉钙、镁等杂质
主要反应式是Ca(NO3)2+K2SO4=2KNO3+CaSO4↓Ca(NO3)2+K2CO3=2KNO3+CaCO3↓Mg(NO3)2+K2CO3=2KNO3+MgCO3↓硝土本身也含有硝酸钾,最后利用各种盐溶解度的差异,控制温度和浓度,使硝酸钾从混合液中结晶出来
【操作】(1)把硝土和草木灰分别研细碾碎
按硝土和草木灰 8∶1 的质量比称取原料(原料比因来源不同而有所变化),混合后放在一只大烧杯中,加入约 75℃的热水到浸没混合物为止
(2)用玻棒不断搅拌约 15 分钟,再进行抽滤
料渣再一次放在烧杯里,加适量热水并搅拌 15分钟,再次抽滤,把两次的滤液合并在一起(原料较多时也可只抽滤一次),得到的滤液常称为硝水
(3)把硝水倾入一只大蒸发皿中,加热蒸发(这一步叫做熬硝),加热时要不断搅拌,防止粘底和飞溅
(4)当蒸发掉 2/3~3/4 体积的水时停止加热
这时溶液比较粘,蒸发皿底部已析出少量固体
用玻棒取一滴溶液滴在纸上,溶液如果立即凝结成团状,说明已达到要求,立即趁热抽滤
这时温度很高,硝酸钾的溶解度较大不会析出,而氯化钠、氯化钾等由于溶解度较小而析出
(5)让滤液自