硝酸钾又名硝石(或称钾硝石)。纯净的硝酸钾为白色结晶体,密度为2.1g/cm3,分子式为KNO3,分子量为101。硝酸钾有两种晶型:常温状态下,为菱形六面晶体(见图2-1(a)),两端为六面锥形或两个尖面形。这种晶型结构在126℃以下时,能稳定存在,当温度达到126℃以上时,转变为立方形晶体(见图2-1(b))。
将硝酸钾加热超过336℃时,它开始分解并首先放出氧气,最初形成亚硝酸钾(KNO2),亚硝酸钾不稳定,继续加热而生成氧化钾(K2O),同时放出氮气和氧气。化学反应方程式如下:
图2-1 硝酸钾晶体形状
(a)菱形六面晶体；(b)立方形晶体
即,
硝酸钾遇烧红的炭能产生淡紫色的火焰,这也是鉴别硝酸钾的方法之一。
硝酸钾完全不溶于纯酒精中,但易溶于稀酒精和水中,特别是在热水中的溶解度很大。在硝酸钾的制取、回收和使用过程中,经常用到它在热水中的溶解度(见表2-1)和它的水溶液的密度(见表2-2)等数据。
表2-1 硝酸钾在水中的溶解度
表2-2 硝酸钾水溶液的密度
物质在空气中自行吸收水分的能力叫作吸湿性,与空气中的温度和相对湿度有关。在一定的温度下,物质开始吸湿时的空气相对湿度称为该物质的吸湿点(也称临界湿度)。当空气相对湿度大于吸湿点,物质开始吸湿。当空气的相对湿度小于吸湿点时,物质又把吸收的水分放出来,即减湿(干燥)。因此吸湿点的概念反映物质既不吸湿也不减湿的状态。
在某一温度时,每一物质的吸湿点为一常数。如果知道某一温度时的饱和溶液的蒸气压和该温度下水蒸气的蒸汽压,就可以计算出该物质在此温度下的吸湿点。计算公式如下:
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式中,Kt——在t℃时某物质的吸湿点；
P1——在t℃时饱和溶液的蒸汽压；
P2——在t℃时水蒸气的蒸汽压。
由于硝酸钾的吸湿点(临界温度)较高(见表2-3),所以纯度高的硝酸钾,吸湿性很小。
表2-3 硝酸钾在不同温度和压力下的吸湿点
如果硝酸钾中含有其他盐类,其吸湿性将增大,含吸湿性大的盐类越多,吸湿性就越大(见表2-4)。
表2-4 杂质(盐类)对硝酸钾吸湿性的影响
硝酸钾(KNO3)、硝酸钠(NaNO3)和硝酸铵(NH4NO3)在不同温度下吸湿点变化曲线如图2-2所示。
图2-2 硝酸钾、硝酸钠、硝酸铵在不同温度下吸湿点变化曲线
从图2-2中可以看出,在20℃时只有空气中的相对湿度超过91%时,硝酸钾才开始吸湿,低于91%时不吸湿；但在同样温度下,空气中相对湿度超过73%时,硝酸钠开始吸湿；超过67%时,硝酸铵就开始吸湿。当温度升高时,这些盐类的吸湿性降低。
在一定的温度和湿度下,经过一定的吸湿时间,硝酸钾吸收水分的值保持在一定范围内(见图2-3)。
图2-3 硝酸钾等温吸湿曲线
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