Nitrato de Potássio

                                      INTRODUÇÃO


O Nitrato de Potássio é um composto químico cuja fórmula é KNO³. Atualmente,a maioria do Nitrato de Potássio vem dos vastos depósitos de Nitrato de Sódio existentes nos desertos chilenos. O Nitrato de Sódio é purificado e posteriormente colocado para reagir com uma solução de Cloreto de Potássio,na qual o Nitrato de Potássio obtido,menos solúvel,cristaliza.
É usado pelas indústrias de alimentos que produzem carnes defumadas e embutidos (salsichas,linguiças,salames,etc.) a fim de evitar a proliferação de bactéria causadora do botulismo,que causa uma intoxicação alimentar grave. Serve também para ressaltar a cor e o sabor do alimento. O alto consumo destes produtos pode ser prejudicial à saúde,pois as bactérias do intestino convertem os Nitratos,como o salitre,em Nitritos,que reagem com compostos nitrogenados e transformam-se em nitrosaminas,substâncias potencialmente cancerígenas que também podem causar anomalias fetais. Além disso, ao entrar na corrente sanguínea,o Nitrito converte a hemoglobina das células vermelhas do sangue em meta-hemoglobina,que é incapaz de transportar Oxigênio.
Também é ótimo como adubo,sendo grande fonte de Nitrogênio e Potássio para as plantas. Através do Nitrogênio, as bactérias nitrificantes produzem essa substância,juntamente com o Nitrato de Sódio (NaNO³).
O Nitrato de Potássio é nocivo para a vida aquática,sendo portanto importante impedir os derrames acidentais de alcançarem cursos d'água,ralos,esgotos,etc. Apesar de fazer mal ao meio ambiente aquático,não traz prejuízos a saúde humana,até é usado em tratamento do botulismo.

Esta é uma síntese de meu especial interesse,em parte porque o KNO³ é um composto muito útil para a parte "Piro" da nossa página,mas,além disso,pelo fato de que o Nitrato de Potássio é uma das substâncias mais procuradas pelo Cientista Amador logo no início da sua "carreira".


            REAGENTES,PRODUTOS E INFORMAÇÕES ADICIONAIS 


Nitrato de Sódio [NaNO³] : O Nitrato de Sódio é um composto químico cristalino,inodoro e incolor. Tem semelhança com o Nitrato de Potássio, inclusive no comportamento químico. Solúvel em água,álcool e Amônia líquida. Algumas aplicações: fabricação de Nitrato de Potássio,fertilizantes,explosivos. Também usado em algumas carnes enlatadas para preservar a cor. É encontrado na natureza,sendo esta sua principal fonte comercial. Os maiores depósitos naturais estão no Chile,Peru,Argentina e Bolívia. Por isso,também chamado ''Salitre do Chile''. É provável que você encontre salitre sem maiores dificuldades na sua cidade. Para alguns pode ser um pouco difícil,mas com perseverança você conseguirá resultados. Na minha cidade,a caixa com 500g de salitre custa por volta de R$ 7,50.


Cloreto de Potássio[ KCl] : O Cloreto de Potássio é um sal formado pelo íon Cloreto e o íon Potássio. O uso do Cloreto de Potássio é amplamente difundido no meio médico,como repositor desse eletrólito no organismo. É usado em infusão venosa a 10% (KCl a 10%), diluído em solução fisiológica (SF 0,9%) ou em solução glicosada (SG 5%). Pode também ser encontrado na forma de comprimidos (Slow-K) para o mesmo fim. O Cloreto de Potássio também é usado na culinária. Junto com o Cloreto de Sódio é vendido comercialmente como "sal light",com baixo teor de Sódio. A primeira extração comercial deste produto no Brasil foi feita pela extinta empresa estatal Petromisa nos anos 1970. No mundo,mais de 95% do Cloreto de Potássio é usado como adubo químico. Nas casas agropecuárias,o KCl pode ser encontrado na forma de grânulos rosados ou pó avermelhado. Prefira o pó,que é mais prático na hora da purificação. Aqui eu o encontro a R$ 2,50 o kg. Um preço bem amigável,porém sei de pessoas que encontram até por R$ 1,00 o kg. 


Cloreto de Sódio [NaCl] : O Cloreto de Sódio,popularmente conhecido como sal ou sal de cozinha,é uma substância largamente utilizada formada na proporção de um átomo de Cloro para cada átomo de Sódio. A sua fórmula química é NaCl. O sal é essencial para a vida animal e é também um importante conservante de alimentos e um popular tempero. O sal é produzido em diversas formas: sal não refinado (como o sal marinho), sal refinado (sal de cozinha), e sal iodado. É um sólido cristalino e branco nas condições normais. Os cloretos de Sódio e Magnésio são os dois principais componentes do sal marinho,e são necessários para a sobrevivência de todos os seres vivos,incluindo os seres humanos. O sal está envolvido na regulação da quantidade de água do organismo. O aumento excessivo de sal causa riscos de problemas de saúde como pressão alta.


                                                     EXPERIMENTAL


A primeira parte experimental é a purificação do Cloreto de Potássio comercial,sobre a qual não vou entrar em detalhes pelo fato de que essa purificação já foi esclarecida na síntese do Clorato de Potássio.




Depois de purificado o KCl,minha ideia era jogar o NaNO³ na solução e ir dissolvendo tudo junto,porém,percebi que conforme a solução de KCl era filtrada,os primeiros cristais já começavam a cair no fundo do recipiente. Sendo assim,tive de purificar todo o KCl primeiro. Adicionei 400g de KCl comercial na panela e fui despejando água fervente até dissolver tudo. Não sei ao certo de quanta água precisei,mas não deve ter sido muita. O segundo passo é a purificação do salitre comercial,que normalmente vem na forma de pequenos grânulos rosados. O processo,similar ao feito com o KCl agrícola,consiste em ir dissolvendo o salitre em água fervente e então filtrar a solução. A solução de salitre purificado é reservada. 500g de salitre comercial  foram utilizadas. Na Web,existem processos em que os autores usam quantias absurdas de salitre para pequenas quantias de KCl. Eu não sei muito bem o porquê disso,já que o mol desses reagentes é bem parecido.





Como eu não mantive a solução de KCl em aquecimento enquanto purificava o salitre,tive de reaquecê-la para dissolver o sal que tinha cristalizado,pois nesse meio tempo a temperatura da solução caiu a ponto de que uma boa quantia de cristais viessem ao fundo. Em seguida,de posse da solução de KCl purificado,mandei-a para uma panela ao fogo e deitei a solução de salitre. Dividi a solução resultante em três garrafas PET de 600mL e uma de 2 litros e mandei para o congelador. Na primeira vez que realizei este processo,fiquei bem apreensivo achando que não ia dar certo,pois a cristalização do KNO³ não é como a do KClO³. Com o Clorato de Potássio,os cristais vão caindo gradualmente ao fundo do recipiente,enquanto que o KNO³ cristaliza "de uma hora pra outra". Seguem-se imagens.


Essas garrafas permaneceram no congelador da minha geladeira por um período de aproximadamente 5 horas. Depois desse tempo,retirei-as e realizei a filtragem da solução usando tecido como filtro. Belíssimos cristais de KNO³ na forma de "agulhas" pairavam dentro da solução. 
É notável o uso que se pode dar ao líquido resultante da filtragem. Contendo ainda traços de KNO³,KCl e NaCl,este pode ter um ótimo uso como fertilizante,embora eu prefira guardá-lo em garrafas para reaproveitá-lo em futuras produções de KNO³. Se for usá-lo como fertilizante,lembre-se que algumas culturas de vegetais são especialmente sensíveis a cloretos.
Basicamente,a reação que acontece é :     

NaNO³(aq) + KCl(aq) ==> KNO³(s) + NaCl(aq)

A tabela abaixo apresentada,relacionando a solubilidade destes sais,pode ser de grande utilidade no cálculo das massas de água envolvidas.




Seguem-se imagens.




Nitrato de Potássio cristalizado a partir de duas soluções de KCl e salitre comercial. A meu ver,um ótimo resultado ! A etapa seguinte consiste em dissolver esse KNO³ em água fervente e mandá-lo novamente para o congelador. Esse processo elimina as últimas impurezas possíveis que o sal ainda possa conter. Depois de recristalizar meu KNO³,filtrei-o novamente para eliminar a água. Como os cristais desse Nitrato são ''agulhas'' bem grandes e acumulam pouca água,um pedaço qualquer de tecido sintético pode ser usado na filtragem.


Como a filtragem por si só não elimina toda a água,é necessário eliminar a umidade excedente de alguma forma. Em um dia de céu claro e ausência de ventos,eu espalharia esse KNO³ sobre uma folha de papel e o exporia ao sol do meio dia para que a forma dos seus belos cristais pudesse ser preservada. No entanto,como estava com pressa,optei pelo aquecimento em fogão,que,apesar de "destruir" os cristais transformando-os em um pó fino pelo fato de que você precisa mexer o sal com uma colher durante o "secamento",é bem mais rápido do que ao sol. No momento desta imagem,o produto estava sendo levado á secagem.



Depois de seco,o produto foi levemente pulverizado e guardado em uma garrafa PET,sendo que uma parte foi para o meu mostruário de reagentes.

                                                   RESULTADOS

Aqui estão os resultados desta síntese. Tive um rendimento que eu suspeito ser de aproximadamente 300-350 gramas de KNO³ recristalizado e seco (Estou sem balança de precisão no momento),o que é uma boa quantia se levarmos em consideração as perdas por pequenas quantias de solução que derramam,KNO³ que resta em solução e que acaba não cristalizando,impurezas no salitre,etc.





                                     OUTROS MÉTODOS

Um método alternativo bem interessante para a produção de KNO³ usa NH4NO³ e KOH\KCl.
Não tenho certeza,mas ao que parece,o Nitrato de Amônia é bem mais fácil de se encontrar em alguns lugares que os nitratos de metais alcalinos,tais como o Nitrato de Potássio\Sódio.
Como o KOH é uma base mais cara e comumente mais difícil de se encontrar que o NaOH,a reação com KCl pode ser preferível por questões práticas e de natureza econômica

NH4NO³(aq) + KCl(aq) ==> KNO³(s) + NH4Cl(aq)

Aliás,esse processo me parece ser bem conhecido e praticado por alguns amadores em outros países. [2]

                                                  REFERÊNCIAS 

[1] Wikipédia - Nitrato de Potássio
[2] Richard Nakka's Experimental Rocketry Web Site - Synthesis of Potassium Nitrate from Ammonium Nitrate
                                    
                                             ( 03/03/10 )