Чилийская селитра: формула и свойства. Химическая формула селитры

Современные исследования веществ позволяют открывать все новые их возможности. А значит, значительно расширять основные области применения. Так, например, в сельском хозяйстве известны сотни различных удобрений, способных помогать культурным растениям в росте, вегетации и плодоношении. Как раз одним из таких является чилийская селитра, которая была открыта еще в XVIII веке.

Синонимы названий

Интересно, что для одного вещества иногда характерны целые ряды различных названий. Ведь одни даются людьми в быту, другие происходят от месторождения, третьи являются источниками из рациональной химической номенклатуры соединений.

Так произошло и с рассматриваемым веществом. Чилийская селитра имеет следующие синонимы к названию:

• нитрат натрия;
• натриевая селитра;
• натронная селитра;
• азотнокислый натрий;
• нитронатрит.

Каждое из них отражает какую-либо информацию о данном веществе. Например, нитрат натрия говорит о составе соединения, а следовательно, показывает, какова будет химическая формула селитры. Эту же информацию дают нам некоторые другие синонимы. Слово "чилийская" однозначно характеризует основные источники месторождения данного минерала.

Химическая формула селитры

Элементный состав вещества характеризуется следующими компонентами: один атом натрия, один атом азота и три атома кислорода. Следовательно, можно сделать вывод о том, как с химической точки зрения будет выглядеть чилийская селитра. Формула будет записываться, как NaNO₃. В процентном соотношении качественный состав будет выражаться так: 26/16/58 % соответственно.

Кристаллическое строение молекулярной решетки азотнокислого натрия представляет собой тригональные ромбоэдры. В них атомы кислорода тесно группируются вокруг центрального азота, удерживаясь около него ковалентными полярными взаимодействиями. Таким образом формируется единый ион NO₃^-, который называют кислотным остатком. При этом во внешней сфере находится положительно заряженный катион натрия Na⁺. Поэтому между противоположно заряженными частицами возникает сильнейшее электростатическое притяжение. В результате формируется ионная связь.

Тип кристалла схож с таковым у полевого шпата (кальцита). Поэтому такое строение имеет не только чилийская селитра. Химическая формула отражает сразу два типа химических связей в молекуле:

• ковалентную полярную;
• ионную.

Также явно прослеживается порядок соединения атомов в молекуле, поэтому по формуле легко просчитать валентности и степени окисления как атомов, так и ионов.

Класс химических соединений

Среди неорганических соединений наблюдается большое разнообразие. Поэтому все их принято делить на классы по проявляемым свойствам и по особенностям состава и строения молекул.

Не исключение и чилийская селитра. Формула NaNO₃ показывает, что данное соединение - типичная соль азотной кислоты. Натриевая, которая состоит из катиона щелочного металла и кислотного остатка одного из самых сильных окислителей.

Таким образом, можно однозначно определить, куда относится чилийская селитра - к классу неорганических средних солей.

Физические свойства

По данным параметрам рассматриваемое вещество можно охарактеризовать следующим образом.

1. Бесцветное, иногда с желтоватым, красноватым или серым оттенком кристаллическое вещество.
2. Кристаллы представляют собой длинные игольчатые структуры.
3. Не имеет запаха.
4. На вкус неприятное, сильно соленое вещество.
5. Температура плавления составляет 308 ^оС.
6. Если нагреть свыше 380 ^оС, то, как и все нитраты, чилийская селитра разлагается с образованием нитрита металла и кислорода.
7. В воде растворяется достаточно хорошо (при 100 ^оС 176 грамм соли, при 0 ^оС около 77 грамм).
8. Также достаточно хорошо растворяется в аммиаке и гидразине, а в таких органических растворителях, как этанол, метанол или пиридин растворимость резко падает.
9. При определенной обработке становится взрывчатым веществом, однако применять селитру в этом качестве сложно из-за слишком хорошей гигроскопичности.

Учитывая последний параметр, азотнокислый натрий хранят в плотно запакованных полиэтиленовых мешках, не пропускающих влагу. Также возможно нахождение селитры в темных стеклянных банках с притертыми пробками. Главное условие - ограждение из избыточного освещения, температуры и влажности окружающей среды. Если все условия соблюдены, то вещество сохраняет рассыпчатость и сухость, кристаллы будут мелкие.

Химические свойства

Как мы уже выяснили ранее, чилийская селитра - класс неорганических соединений, именуемый солями. Химические свойства будут определяться именно этой особенностью.

1. Проявляет окислительные способности при взаимодействии с неметаллами (серой, углеродом). Реакции проходят при нагревании смеси.
2. Разлагается при температуре свыше 380 ^оС.
3. Вступает в реакции по типу обмена с солями других металлов, если в результате реакции соблюдается правило Бертолле (выделяется газ, выпадает осадок или образуется малодиссоциируемое вещество).

Именно химические свойства во многом объясняют особенности применения нитрата натрия.

Получение в промышленности

Существует несколько способов, в результате которых возможно образование азотнокислого натрия.

1. Прямое взаимодействие щелочного металла натрия с окислителем (азотной кислотой). В результате происходит реакция замещения, образуется селитра, выделяется газообразный азот, оксиды азота II и I, вода.
2. Реакция между оксидом натрия и азотной кислотой. Получается азотнокислый натрий и вода.
3. Взаимодействие соды или гидроксида натрия с оксидами азота I и II (их смесь носит название нитрозного газа).
4. Обменное взаимодействие между нитратом кальция и сульфатом натрия. В результате образуется осадок малорастворимого сульфата кальция и раствор селитры.
5. Еще один лабораторный способ - реакция между нитратом аммония и пищевой содой либо щелочью.
6. Также используемый в лаборатории способ - взаимодействие по обменному механизму между нитратом серебра (в просторечии ляпис) и обычной каменной солью, то есть хлоридом натрия.
7. Промышленный способ, или способ, применяемый при добыче, - это выщелачивание и последующая кристаллизация из месторождений, которая проводится по противоточному методу.

На сегодняшний день - это все способы, с помощью которых возможно получение достаточного количества нитрата натрия.

Добыча и месторождения

Основные месторождения рассматриваемого вещества:

• Чили;
• юго-запад Африки;
• Калифорния.

Остальные места являются не такими богатыми на предмет содержания соединения. Самыми масштабными экспортными поставками сырья всегда занимались чилийцы. Этим и обусловлено одно из названий азотнокислого натрия.

Чилийская селитра является источником азота для растений, так как ее главная исторически сложившаяся область применения - сельское хозяйство, где она выступает в качестве удобрения.

Области применения

Впервые об этом чудодейственном средстве удобрения почвы стало известно в 1825 году. Однако тогда селитра не нашла своего покупателя и осталась забытой. Через пять лет ее применили для помощи в питании растений впервые и поразились результатам. С тех самых пор потребление этого удобрения вошло в массовость. К 1870 году оно достигло 150 тысяч тонн в год!

Сегодня сельское хозяйство далеко не единственная область, в которой необходима селитра чилийская. Применение значительно расширило свои границы.

1. Как консервант мясных и колбасных продуктов в пищевой промышленности.
2. Сырье для производства дымного пороха и других взрывчатых веществ.
3. Металлообрабатывающая промышленность.
4. Изготовление теплоаккумулирующих составов.
5. В производстве стекла.
6. Для изготовления селитряной смеси - хладагента солевой природы.
7. В ракетном топливе.
8. В пиротехнических изделиях.

Очевидно, что области применения азотнокислого натрия достаточно обширны. Кроме того, долгое время она оставалась практически единственным источником для синтеза азотной кислоты. Сегодня в этих целях она уже не используется, так как кислота производится альтернативными синтетическими способами.