Нитрат натрия

Нитра́т на́трия (азотноки́слый на́трий, натриевая селитра, чилийская селитра, натронная селитра) — натриевая соль азотной кислоты с формулой NaNO₃. Бесцветные прозрачные кристаллы с ромбоэдрической или тригональной кристаллической решеткой без запаха. Вкус — резкий солёный. Применяется очень широко и является незаменимым в промышленности соединением.

Нитрат натрия
Общие
Систематическое наименование	Нитрат натрия
Традиционные названия	Натриевая селитра, натронная селитра, чилийская селитра, нитронатрит
Хим. формула	NaNO3
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	84,993 г/моль
Плотность	2,257 г/см³
Твёрдость	2
Поверхностное натяжение	119 (320°C) 117 (350°C) 114 (400°C) Н/м
Динамическая вязкость	2,86 (317°C) 2,01 (387°C) 1,52 (457°C) мПа•с
Термические свойства
Температура
• плавления	308 °C
• кипения	с разложением °C
• разложения	380 °C
Мол. теплоёмк.	67 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-257 кДж/моль
• плавления	16 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в жидком аммиаке	127 г/100 мл
• в воде	91,6 (25 °С) 114,1 (50°C) 176,0 (100°C)
• в гидразине	100 (20°C)
Классификация
Рег. номер CAS	7631-99-4
PubChem	24268
Рег. номер EINECS	231-554-3
SMILES	[N+](=O)([O-])[O-].[Na+]
InChI	InChI=1S/NO3.Na/c2-1(3)4;/q-1;+1 VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N
Кодекс Алиментариус	E251
RTECS	WC5600000
ChEBI	63005
Номер ООН	1498
ChemSpider	22688
Безопасность
ЛД50	3500 мг/кг (мыши, перорально)
Пиктограммы ECB
NFPA 704	0 1 0 OX
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

СвойстваПравить

Физические свойстваПравить

Молекулярная масса — 85. Это бесцветные длинные кристаллы, плотностью 2,257 г/см³. t_пл 308 °C, при t выше 380 °С разлагается.

Растворимость (г в 100 г) в:

• воде — 72,7 (0°С), 87,6 (20°С), 91,6 (25 °С), 114,1 (50 °C), 124,
• жидком аммиаке — 127 (25 °С)
• гидразине — 100 (25 °С)
• этаноле — 0,036 (25 °С)
• метаноле — 0,41 (25 °С)
• пиридине — 0,35 (25 °С).

Натриевая селитра обладает высокой гигроскопичностью, что затрудняет использование этого вещества в пиротехнике.

Химические свойстваПравить

При нагревании более 380°С разлагается с выделением кислорода и нитрита натрия:

$\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {\ 2NaNO_{3}\longrightarrow \ 2NaNO_{2}+O_{2}\uparrow }}$ 

Может вступать в реакции обмена с солями щелочных металлов. Благодаря меньшей, по сравнению с нитратом натрия, растворимости образующихся нитратов, равновесие указанных реакций смещено вправо:

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{K}\mathsf{C}\mathsf{l}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{K}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}$${\mathsf {\ NaNO_{3}+KCl\longrightarrow \ KNO_{3}+NaCl}}$ 

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{R}\mathsf{b}\mathsf{I}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{R}\mathsf{b}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{I}$${\mathsf {\ NaNO_{3}+RbI\longrightarrow \ RbNO_{3}+NaI}}$ 

Проявляет сильные окислительные свойства в твердом агрегатном состоянии и в расплавах..

В процессе разложения выделяет кислород, вследствие чего может взаимодействовать с неметаллами:

$\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{S}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {\ 2NaNO_{3}+S\longrightarrow \ 2NaNO_{2}+SO_{2}\uparrow }}$ 

$\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{C}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {\ 2NaNO_{3}+C\longrightarrow \ 2NaNO_{2}+CO_{2}\uparrow }}$ 

Реакция с серой проходит с большим выделением света и тепла, таким, что стеклянный сосуд, в котором проводится опыт, может лопнуть или расплавиться.

Его окислительные свойства близки к свойствам нитрата калия, поэтому он может использоваться аналогично в некоторых направлениях, например в пиротехнике.

Окисляет концентрированные HI, HBr и HCl до свободных галогенов:

$\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{H}\mathsf{I}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{I}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{I}}_{\mathsf{2}}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{O}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2NaNO_{3}+8HI\longrightarrow 2NaI+3I_{2}\downarrow +2NO\uparrow +4H_{2}O}}$ 

$\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{H}\mathsf{B}\mathsf{r}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{B}\mathsf{r}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{B}{\mathsf{r}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{O}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2NaNO_{3}+8HBr\rightarrow 2NaBr+3Br_{2}+2NO\uparrow +4H_{2}O}}$ 

$\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\rightleftarrows <!--\; \rightleftarrows \; -->\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{O}\mathsf{C}\mathsf{l}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2NaNO_{3}+8HCl\rightleftarrows 2NaCl+2Cl_{2}\uparrow +2NOCl\uparrow +4H_{2}O}}$ 

$\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{8}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\stackrel{{}^{\mathsf{o}}\mathsf{t}}{\to }\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{O}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{4}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2NaNO_{3}+8HCl\ \xrightarrow {^{o}t} \ 2NaCl+3Cl_{2}\uparrow +2NO\uparrow +4H_{2}O}}$ 

ПолучениеПравить

В лаборатории нитрат натрия можно получить следующими способами:

• Взаимодействием металлического натрия или его оксида с азотной кислотой:

$\mathsf{21}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{+}\mathsf{26}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{21}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{O}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{13}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {\ 21Na+26\ HNO_{3}\longrightarrow \ 21NaNO_{3}+NO\uparrow +N_{2}O\uparrow +N_{2}\uparrow +13H_{2}O}}$ 

$\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {\ Na_{2}O+2HNO_{3}\longrightarrow \ 2NaNO_{3}+H_{2}O}}$ 

• Гидроксида натрия или кислых солей натрия с азотной кислотой:

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {\ NaOH+HNO_{3}\longrightarrow \ NaNO_{3}+H_{2}O}}$ 

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{H}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{H}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {\ NaHCO_{3}+HNO_{3}\longrightarrow \ NaNO_{3}+CO_{2}\uparrow +H_{2}O}}$ 

Также вместо азотной кислоты можно использовать нитрат аммония:

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {\ NaOH+NH_{4}NO_{3}\longrightarrow \ NaNO_{3}+NH_{3}\uparrow +H_{2}O}}$ 

$\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{H}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {\ NaHCO_{3}+NH_{4}NO_{3}\longrightarrow \ NaNO_{3}+NH_{3}\uparrow +CO_{2}\uparrow +H_{2}O}}$ 

• Взаимодействием нитрата серебра с пищевой солью (качественная реакция на ион Cl^-):

$\mathsf{A}\mathsf{g}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}⟶<!--\; ⟶\; -->\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{A}\mathsf{g}\mathsf{C}\mathsf{l}\downarrow <!--\; \downarrow \; -->$${\mathsf {\ AgNO_{3}+NaCl\longrightarrow \ NaNO_{3}+AgCl\downarrow }}$ 

ПрименениеПравить

Применяется как удобрение; в пищевой, стекольной, металлообрабатывающей промышленности; для получения взрывчатых веществ, ракетного топлива и пиротехнических смесей для придания огню жёлтого цвета. Получается из природных залежей выщелачиванием горячей водой и кристаллизацией; абсорбцией раствором соды окислов азота; обменным разложением кальциевой или аммиачной селитры с сульфатом, хлоридом или карбонатом натрия.

СсылкиПравить

1. Производство нитрата натрия в Корее Архивная копия от 2 декабря 2021 на Wayback Machine