Kalium nitrat

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Pergi ke navigasi Pergi ke carian
Kalium nitrat[1]
Potassium nitrate
Potassium nitrate structure.svg
Potassium nitrate ball-and-stick.png
Nama
Nama IUPAC
Potassium nitrate
Nama lain
Sendawa
Saltpeter
Nitrate of potash
Sifat
KNO3
Jisim molar 101.1032 g/mol
Rupa bentuk white solid
Bau odorless
Ketumpatan 2.109 g/cm3 (16 °C)
Takat lebur 334 °C (633 °F; 607 K)
Takat didih decomposes at 400 °C
133 g/L (0 °C)
316 g/L (20 °C)
2460 g/L (100 °C)[2]
Keterlarutan slightly soluble in ethanol
soluble in glycerol, ammonia
Kebesan (pKb) 15.3[3]
1.335, 1.5056, 1.5604
Struktur
Struktur kristal Orthorhombic, Aragonite
Termokimia
Muatan haba tentu, C 95.06 J/mol K
-494.00 kJ/mol
Bahaya
Bahaya-bahaya utama Oxidant, Harmful if swallowed, Inhaled, or absorbed on skin. Causes Irritation to Skin and Eye area.
Pengelasan EU {{{value}}}
Frasa R Templat:R8 R22 Templat:R36 Templat:R37 Templat:R38
Frasa S S7 Templat:S16 Templat:S17 S26 S36 Templat:S41
NFPA 704 (berlian api)
Takat kilat Non-flammable
Dos maut (LD) atau kepekatan dos maut (LC)
LD50 (median dos)
3750 mg/kg (oral, rat)[4]
Sebatian berkaitan
Anion lain
Potassium nitrite
Kation lain
Lithium nitrate
Sodium nitrate
Rubidium nitrate
Caesium nitrate
Kecuali jika dinyatakan sebaliknya, data diberikan untuk bahan-bahan dalam keadaan piawainya (pada 25 °C [77 °F], 100 kPa).
 ☑Y pengesahan (apa yang perlu☑Y/X mark.svgN?)
Rujukan kotak info

Kalium nitrat atau sendawa (Jawi: سنداوا)[5] ialah sebatian kimia dengan formula kimia KNO3. Ia adalah garam ion bagi ion kalium K+ dan ion nitrat NO3-. Ia terjadi sebagai niter galian dan merupakan sumber pepejal semulajadi bagi nitrogen.

Kegunaan utama kalium nitrat adalah dalam baja, penyingkiran tunggul kayu, roket propelan dan bunga api. Ia adalah salah satu bahan utama bagi serbuk letupan (serbuk hitam) dan telah digunakan sejak Zaman Pertengahan sebagai bahan pengawet makanan.

Peristilahan[sunting | sunting sumber]

Perkataan "sendawa" yang wujud terdahulu dalam kefahaman Melayu meminjam dari bahasa Sanskrit iaitu सैन्धव saindhava,[6][7] sejenis garam batu.

Istilah "kalium nitrat" yang digunakan dalam konteks saintifik seperti bidang kimia mempunyai banyak nama. Orang Yunani menggunakan istilah nitron, yang diLatinkan menjadi nitrum atau nitrium. Orang Ibrani dan Mesir terdahulu menggunakan kedua-dua perkataan itu dengan konsonan n-t-r, yang membawa sebahagian orang untuk mengagak bahawa istilah Latin itu lebih dekat kepada yang asal berbanding istilah Yunani.Bahasa Inggeris Pertengahan mengejanya nitre. Bahasa Perancis Tua mengejanya niter.

Sifat-sifat[sunting | sunting sumber]

Kalium nitrat mempunyai struktur kristal ortorombik pada suhu bilik, yang berubah menjadi sistem trigon pada 129 °C.

Kalium nitrat agak larut di dalam air, tetapi keterlarutannya meningkat dengan suhu (lihat kotak maklumat). Larutan berairnya hampir-hampir neutral, menunjukkan pH 6.2 pada 14 °C bagi larutan 10% serbuk komersial. Ia tidak begitu higroskopik, yang menyerap kira-kira 0.03% air dalam 80% kelembapan bandingan selama 50 hari. Ia tidak larut di dalam alkohol dan tidak beracun; ia mampu bertindakbalas secara meruap dengan agen penurun, tetapi ia tidak mudah meletup dengan sendirinya.[2]

Penguraian terma[sunting | sunting sumber]

Antara 550 dan 790 °C kalium nitrat mencapai keseimbangan bersandarkan suhu dengan kalium nitrit:[8]

2 KNO3 ↔ 2 KNO2 + O2

Sejarah penghasilan[sunting | sunting sumber]

Dari sumber galian[sunting | sunting sumber]

Proses penulenan lengkap kalium nitrat terawal diketahui digariskan pada tahun 1270 oleh Hasan al-Rammah seorang ahli kimia dan jurutera di Syria di dalam bukunya al-Furusiyyah wa al-Manasib al-Harbiyyah (The Book of Military Horsemanship and Ingenious War Devices). Di dalam buku ini, al-Rammah mula-mula menggambarkan penulenan barud (galian saltpetre mentah) dengan mendidihkannya di dalam air yang sedikit dan menggunakan hanya larutan yang panas, kemudian gunakan kalium karbonat (dalam bentuk abu kayu) untuk menyingkirkan kalsium dan magnesium melalui pemendakan karbonat masing-masing daripada larutan ini, lalu meninggalkan satu larutan kalium nitrat yang ditulenkan, yang kemudiannya dikeringkan.[9] Ini digunakan bagi penghasilan serbuk letupan dan alat ledakan. Terminologi yang digunakan oleh al-Rammah itu menunjukkan asal-usul Cina bagi senjata serbuk letupan yang ditulis beliau.[10]

Sekurang-kurangnya seawal 1845, simpanan salpeter Chile diekploitasi di Chile dan California, Amerika Syarikat.

Dari gua[sunting | sunting sumber]

Sumber semula jadi utama kalium nitrat adalah simpanan yang menghablur dari dinding gua dan timbunan tahi kelawar di dalam gua.[11] Pengekstrakan dilakukan dengan merendamkan tahi kelawar itu di dalam air selama sehari, menurasnya, dan memungut hablur di dalam air yang dituras itu. Secara tradisi, tahi kelawar merupakan sumber di Laos bagi penghasilan serbuk letupan untuk roket-roket Bang Fai.

LeConte[sunting | sunting sumber]

Barang kali perbincangan paling menyeluruh mengenai penghasilan material ini adalah teks oleh LeConte pada tahun 1862.[12] Dia menulis dengan tujuan nyata untuk meningkatkan penghasilan di Negeri-negeri Gabungan Amerika untuk menyokong keperluan mereka semasa Perang Saudara Amerika. Memandangkan dia menyeru pada bantuan masyarakat peladang pedalaman, gambaran dan arahan adalah ringkas dan jelas. Dia memperincikan "Kaedah Perancis", beserta dengan beberapa variasi, dan juga "kaedah Swiss". N.B. Banyak rujukan telah dibuat terhadap satu kaedah yang menggunakan hanya jerami dan air kencing, namun tiada kaedah sebegitu di dalam karya ini.

Kaedah Perancis[sunting | sunting sumber]

Lapisan niter disediakan melalui campuran baja asli dengan samada mortar atau abu kayu, tanah biasa dan bahan-bahan organik seperti jerami untuk memberikan keporosan kepada gumpalan kompos yang biasanya bersaiz 1.5×2×5 meter.[12] Gumpalan itu biasa dilindungi daripada hujan, dibiarkan lembap dengan air kencing, kerap dipusingkan untuk mempercepatkan penguraian, kemudian akhirnya dilarutresapkan dengan air selepas kira-kira setahun, untuk menyingkirkan kalsium nitrat terlarut yang kemudiannya berubah kepada kalium nitrat dengan penurasan menerusi potasy.

Kaedah Swiss[sunting | sunting sumber]

LeConte menggambarkan satu proses yang hanya menngunakan air kencing dan bukan tahi lembu, merujuknya sebagai Swiss method. Air kencing dikumpulkan secara terus di dalam lubang pasir di bawah kandang. Pasir itu sendiri digali dan larutresapkan untuk nitrat yang kemudiannya berubah kepada kalium nitrat melalui potasy, seperti di atas.

Daripada asid nitrik[sunting | sunting sumber]

Dari tahun 1903 hingga era Perang Dunia Kedua, kalium nitrat bagi serbuk letupan daan baja dihasilkan pada skala industri daripada asid nitrik yang dihasilkan melalui proses Birkeland–Eyde, yang menggunakan arka elektrik untuk mengoksidakan nitrogen daripada udara. Semasa Perang Dunia Kedua proses Haber (1913) yang baru diindustrikan digabungkan dengan proses Ostwald selepas tahun 1915, yang membolehkan Jerman untuk menghasilkan asid nitrik untuk perang itu selepas terputus bekalan natrium nitrat galian dari Chile.

Penghasilan[sunting | sunting sumber]

Kalium nitrat dapat dihasilkan dengan menggabungkan ammonium nitrat dan kalium hidroksida.

NH4NO3 (aq) + KOH (aq) ? NH3 (g) + KNO3 (aq) + H2O (l)

Satu cara alternatif bagi menghasilkan kalium nitrat tanpa hasil sampingan ammonia adalah dengan menggabungkan ammonium nitrat dan kalium klorida yang mudah didapati sebagai gantian garam yang bebas natrium.

NH4NO3 (aq) + KCl (aq) ? NH4Cl (aq) + KNO3 (aq)

Kalium nitrat juga dapat dihasilkan dengan meneutralkan asid nitrik dengan kalium hidroksida. Tindakbalas ini bersifat sangat eksoterma

KOH (aq) + HNO3 ? KNO3 (aq) + H2O (l)

Pada skala industri, ia disediakan oleh tindakbalas penyesaran antara natrium nitrat dan kalium klorida.

NaNO3 (aq) + KCl (aq) ? NaCl (aq) + KNO3 (aq)

Kegunaan[sunting | sunting sumber]

Kalium nitrat mempunyai pelbagai kegunaan, sebahagian besarnya sebagai sumber nitrat.

Penghasilan asid nitrik[sunting | sunting sumber]

Dari segi sejarah, asid nitrik dihasilkan dengan menggabungkan asid sulfurik dengan nitrat-nitrat seperti saltpeter. Pada zaman moden ini terbalik: nitrat dihasilkan daripada asid nitrik yang dihasilkan menerusi proses Ostwald.

Pengoksida[sunting | sunting sumber]

Kegunaan paling terkenal kalium nitrat atau "sendawa" adalah sebagai pengoksida dalam serbuk letupan. Dari zaman kuno hingga lewat 1880-an, serbuk letupan menyediakan kuasa ledakan kepada semua senjata api dunia. Selepas itu, senjata kecil dan meriam besar mula semakin bergantung pada kordit, satu serbuk tak berasap. Sendawa pernah dicatatkan dalam kitab-kitab senjata api Melayu sebagai bahan giat utama di mana "cecair sendawa" dicampurkan dengan belerang sebelum dikeringkan sebagai bahan pencucuh atau "sumbu bedil" istinggar.[13]

Serbuk letupan masih digunakan hari ini di dalam motor roket serbuk letupan, dan juga dalam gabungan dengan bahan bakar lain seperti gula di dalam "gula-gula roket". Ia juga digunakan di dalam bunga api seperti bom asap.[14] Ia juga ditambah ke dalam rokok untuk mengekalkan pembakaran seimbang tembakau[15] dan digunakan untuk memastikan pembakaran lengkap kartrij kertas bagi cap and ball revolver.[16] Ia juga dapat dipanaskan pada beberapa ratus darjah untuk digunakan bagi niter bluing, yang kurang tahan berbanding bentuk-bentuk lain pengoksidaan perlindungan, tetapi membolehkan pewarnaan tertentu dan sering kali cantik bagi bahagian-bahagian keluli, seperti skru, pin dan bahagian-bahagian kecil lain senjata api.

Pengawetan makanan[sunting | sunting sumber]

Dalam proses pengawetan makanan, kalium nitrat merupakan bahan biasa bagi daging yang digaramkan sejak Zaman Pertengahan,[17] namun kegunaannya kebanyakannya terhenti disebabkan hasil yang selalu tidak kekal dibandingkan dengan sebatian nitrat dan nitrit yang lebih moden. Meskipun begitu, saltpeter masih digunakan dalam aplikasi makanan, seperti charcuterie dan air garam yang digunakan untuk membuat konbif.[18] Apabila digunakan sebagai bahan tambah di Kesatuan Eropah,[19] sebatian itu dirujuk bagi kegunaan sebagai E252; ia juga diterima bagi kegunaan sebagai bahan tambah di AS[20], Australia dan New Zealand[21] (tempat ia disenaraikan di bawah nombor INS 252).[2] Walaupun garam-garam nitrat disyaki menghasilkan nitrosamina karsinogen, natrium nitrat dan kalium nitrat ditambah ke dalam daging di AS sejak 1925, dan nitrat dan nitrit tidak disingkirkan daripada produk daging terawet kerana nitrit dan nitrat merencatkan percambahan endospora C. botulinum, dan dengan itu mencegah botulisme daripada toksin bakteria yang mungkin terhasil di dalam produk daging terawet tertentu.[22] [23]

Penyediaan makanan[sunting | sunting sumber]

Dalam masakan Afrika Barat, kalium nitrat (saltpeter) digunakan dengan meluas sebagai agen pemekat di dalam sup dan rendidih seperti sup Okra[24] dan Isi ewu. Ia juga digunakan untuk melembutkan makanan dan mengurangkan masa masak apabila merebus kacang dan daging keras. Saltpeter juga merupakan bahan asasi dalam pembuatan bubur istimewa seperti kunun kanwa[25] yang diterjemahkan secara harfiah dari bahasa Hausa sebagai 'bubur saltpeter'.

Baja[sunting | sunting sumber]

Kalium nitrat digunakan di dalam baja sebagai satu sumber nitrogen dan kalium - dua makronutrien bagi tumbuh-tumbuhan. Apabila digunakan dengan ia sendiri sahaja, rating NPK nya adalah 13-0-44.

Farmakologi[sunting | sunting sumber]

Digunakan di dalam sesetengah ubat gigi bagi gigi sensitif.[26] Baru-baru ini, penggunaan kalium nitrat di dalam ubat gigi bagi merawat gigi sensitif bertambah dan itu mungkin rawatan yang berkesan.[27][28]

  • Digunakan dalam sejarah untuk mengubati asma.[29] Digunakan di dalam sesetangah ubat gigi untuk melegakan gejala asma.[30]
  • Digunakan di Thailand sebagai bahan utama di dalam Pil Ginjal untuk melegakan gejala sistitis, pielitis dan uretritis.[31]
  • Melawan tekanan daarah tinggi dan pernah digunakan sebagai hipotensif.[32]

Kegunaan[sunting | sunting sumber]

Dalam budaya rakyat dan budaya popular[sunting | sunting sumber]

Kalium nitrat pada suatu ketika dahulu dianggap menyebabkan mati pucuk, dan masih diwarwarkan di dalam makanan institusi secara palsu sebagai anafrodisiak; bagaimana pun, tiada bukti saintifik tentang sifat-sifat sebegitu.[39][40]

Lihat juga[sunting | sunting sumber]

Catatan[sunting | sunting sumber]

  1. ^ Templat:GESTIS
  2. ^ a b c B. J. Kosanke, B. Sturman, K. Kosanke, I. von Maltitz, T. Shimizu, M. A. Wilson, N. Kubota, C. Jennings-White, D. Chapman (2004). "2". Pyrotechnic Chemistry. Journal of Pyrotechnics. m/s. 5–6. ISBN 1-889526-15-0.CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  3. ^ Kolthoff, Treatise on Analytical Chemistry, New York, Interscience Encyclopedia, Inc., 1959.
  4. ^ http://chem.sis.nlm.nih.gov/chemidplus/rn/7757-79-1
  5. ^ "sendawa". Kamus Dewan (ed. ke-4). Dewan Bahasa dan Pustaka Malaysia. 2017.CS1 maint: date and year (link)
  6. ^ Wilkinson, Richard James (1932). "sĕndawa". A Malay-English dictionary (romanised). II. Mytilini, Yunani: Salavopoulos & Kinderlis. m/s. 432 – melalui TROVE, Perpustakaan Negara Australia.
  7. ^ Waruno Mahdi (2009). "In search of an historical Sea-People Malay dialect with -aba-" (PDF). Dalam Adelaar, Alexander; Pawley, Andrew (penyunting). Austronesian historical linguistics and culture history: a festschrift for Robert Blust. Pacific Linguistics Research School of Pacific and Asian Studies, Australian National University. m/s. 74. ISBN 9780858836013.
  8. ^ Eli S. Freeman (1957). "The Kinetics of the Thermal Decomposition of Potassium Nitrate and of the Reaction between Potassium Nitrite and Oxygen". J. Am. Chem. Soc. 79 (4): 838–842. doi:10.1021/ja01561a015.
  9. ^ Ahmad Y Hassan, Potassium Nitrate in Arabic and Latin Sources, History of Science and Technology in Islam.
  10. ^ Jack Kelly (2005). Gunpowder: Alchemy, Bombards, and Pyrotechnics: The History of the Explosive that Changed the World. Basic Books. m/s. 22. ISBN 978-0-465-03722-3. Around 1240 the Arabs acquired knowledge of saltpeter (“Chinese snow”) from the East, perhaps through India. They knew of gunpowder soon afterward. They also learned about fireworks (“Chinese flowers”) and rockets (“Chinese arrows”). Arab warriors had acquired fire lances by 1280. Around that same year, a Syrian named Hasan al-Rammah wrote a book that, as he put it, "treat of machines of fire to be used for amusement of for useful purposes." He talked of rockets, fireworks, fire lances, and other incendiaries, using terms that suggested he derived his knowledge from Chinese sources. He gave instructions for the purification of saltpeter and recipes for making different types of gunpowder.
  11. ^ Major George Rains (1861). Notes on Making Saltpetre from the Earth of the Caves. New Orleans, LA: Daily Delta Job Office. m/s. 14. Dicapai pada September 13, 2012.
  12. ^ a b Joseph LeConte (1862). Instructions for the Manufacture of Saltpeter. Columbia, S.C.: South Carolina Military Department. m/s. 14. Dicapai pada 2007-10-19.
  13. ^ Mohd Dasuki Wan Hasbullah; Othman Mohd Yatim (2013). "Teknologi Istinggar: Beberapa Ciri Fizikal dalam Aplikasi Teknikalnya" (PDF). IMAN: International Journal of the Malay World and Civilisation. Universiti Kebangsaan Malaysia. 1 (3): 51–59.[pautan putus]
  14. ^ Amthyst Galleries, Inc. Galleries.com. Retrieved on 2012-03-07.
  15. ^ Inorganic Additives for the Improvement of Tobacco, TobaccoDocuments.org
  16. ^ Kirst, W.J. (1983). Self Consuming Paper Cartridges for the Percussion Revolver. Minneapolis, Minnesota: Northwest Development Co.
  17. ^ "Meat Science", University of Wisconsin. uwex.edu.
  18. ^ Corned Beef Diarkibkan 2008-03-19 di Wayback Machine, Food Network
  19. ^ UK Food Standards Agency: "Current EU approved additives and their E Numbers". Dicapai pada 2011-10-27.
  20. ^ US Food and Drug Administration: "Listing of Food Additives Status Part II". Dicapai pada 2011-10-27.
  21. ^ Australia New Zealand Food Standards Code"Standard 1.2.4 – Labelling of ingredients". Dicapai pada 2011-10-27.
  22. ^ Clostridium in food
  23. ^ sodium nitrite and nitrate facts Accessed Dec 12, 2014
  24. ^ "Cook Clean Site Ghanaian Recipe". CookClean Ghana.
  25. ^ Marcellina Ulunma Okehie-Offoha (1996). Ethnic & cultural diversity in Nigeria. Trenton, N.J.: Africa World Press.
  26. ^ "Sensodyne Toothpaste for Sensitive Teeth". 2008-08-03. Dicapai pada 2008-08-03.
  27. ^ Enomoto, K; dll. (2003). "The Effect of Potassium Nitrate and Silica Dentifrice in the Surface of Dentin". Japanese Journal of Conservative Dentistry. 46 (2): 240–247. Diarkibkan daripada yang asal pada 2010-01-11. Dicapai pada 2015-10-03.
  28. ^ R. Orchardson and D. G. Gillam (2006). "Managing dentin hypersensitivity" (PDF). Journal of the American Dental Association (1939). 137 (7): 990–8, quiz 1028–9. doi:10.14219/jada.archive.2006.0321. PMID 16803826.
  29. ^ Orville Harry Brown (1917). Asthma, presenting an exposition of the nonpassive expiration theory. C.V. Mosby company. m/s. 277.
  30. ^ Joe Graedon (May 15, 2010). "'Sensitive' toothpaste may help asthma". The Chicago Tribune. Diarkibkan daripada yang asal pada 2011-09-16. Dicapai pada June 18, 2012.
  31. ^ LOCAL MANUFACTURED DRUG REGISTRATION FOR HUMAN (COMBINE)[pautan putus]. fda.moph.go.th
  32. ^ Reichert ET. (1880). "On the physiological action of potassium nitrite". Am. J. Med. Sci. 80: 158–180.
  33. ^ Adam Chattaway; Robert G. Dunster; Ralf Gall; David J. Spring. "THE EVALUATION OF NON-PYROTECHNICALLY GENERATED AEROSOLS AS FIRE SUPPRESSANTS" (PDF). United States National Institute of Standards and Technology (NIST).
  34. ^ Stan Roark (February 27, 2008). "Stump Removal for Homeowners". Alabama Cooperative Extension System. Diarkibkan daripada yang asal pada 2012-03-23. Dicapai pada 2015-10-03.
  35. ^ David E. Turcotte; Frances E. Lockwood (May 8, 2001). "Aqueous corrosion inhibitor Note. This patent cites potassium nitrate as a minor constituent in a complex mix. Since rust is an oxidation product, this statement requires justification". United States Patent. 6,228,283.
  36. ^ Elizabeth March (June 2008). "The Scientist, the Patent and the Mangoes – Tripling the Mango Yield in the Philippines". WIPO Magazine. United Nations World Intellectual Property Organization (WIPO). Diarkibkan daripada yang asal pada 2012-08-25. Dicapai pada 2015-10-03. Unknown parameter |deadurl= ignored (bantuan)
  37. ^ "Filipino scientist garners 2011 Dioscoro L. Umali Award". Southeast Asian Regional Center for Graduate Study and Research in Agriculture (SEARCA). Diarkibkan daripada yang asal pada 2011-11-30. Dicapai pada 2015-10-03.
  38. ^ Juan Ignacio Burgaleta; Santiago Arias; Diego Ramirez. "Gemasolar, The First Tower Thermosolar Commercial Plant With Molten Salt Storage System" (PDF) (Press Release). Torresol Energy. Diarkibkan daripada yang asal (PDF) pada 2012-03-09. Dicapai pada 7 March 2012. Unknown parameter |deadurl= ignored (bantuan)
  39. ^ "The Straight Dope: Does saltpeter suppress male ardor?". 1989-06-16. Dicapai pada 2007-10-19.
  40. ^ Richard E. Jones and Kristin H. López (2006). Human Reproductive Biology, Third Edition. Elsevier/Academic Press. m/s. 225. ISBN 0-12-088465-8.

Bibliografi[sunting | sunting sumber]

  • Dennis W. Barnum. (2003). "Some History of Nitrates." Journal of Chemical Education. v. 80, p. 1393-. link.
  • David Cressy. Saltpeter: The Mother of Gunpowder (Oxford University Press, 2013) 237 pp online review by Robert Tiegs
  • Alan Williams. "The production of saltpeter in the Middle Ages", Ambix, 22 (1975), pp. 125–33. Maney Publishing, ISSN 0002-6980.

Pautan luar[sunting | sunting sumber]