Saletra sodowa jako utleniacz
Azotan sodu o wzorze NaNO3, znany pod tradycyjną nazwą saletry sodowej lub chilijskiej, należy do soli, o których nie da się sensownie mówić bez wskazania funkcji chemicznej. Jon azotanowy w podwyższonej temperaturze oddaje tlen, a to jedna cecha tłumaczy niemal wszystkie zastosowania tego związku: klarowanie i odbarwianie szkła, utlenianie zanieczyszczeń w topionych emaliach, rolę składnika mieszanin pirotechnicznych.
Historyczna nazwa nie jest ozdobnikiem. Przez większość XIX wieku i początek XX saletra chilijska pozyskiwana z osadów caliche była głównym światowym źródłem azotanów, zarówno dla rolnictwa, jak i dla produkcji materiałów wybuchowych. Znaczenie straciła dopiero po upowszechnieniu syntezy amoniaku i utleniania go do kwasu azotowego, z którego można wytworzyć dowolny azotan.
Właściwości fizykochemiczne
| Cecha | Wartość |
|---|---|
| Wzór sumaryczny | NaNO3 |
| Numer CAS | 7631-99-4 |
| Masa molowa | ok. 84,99 g/mol |
| Wygląd | kryształy przezroczyste, białe; dopuszczalny odcień szarawy albo żółtawy |
| Temperatura topnienia | ok. 308 °C |
| Rozpuszczalność w wodzie (20 °C) | ok. 87 g na 100 g wody |
| Higroskopijność | umiarkowana, materiał chłonie wilgoć i zbryla się |
| Numer dodatku do żywności | E 251 — wyłącznie jakość spożywcza, o odrębnych kryteriach czystości |
Czystość handlowa i domieszki
Specyfikacja odtworzona z archiwum tej domeny opisuje materiał o wysokiej czystości:
| Oznaczenie | Wymaganie |
|---|---|
| NaNO3 | min. 99,5 % |
| Zawartość wody | maks. 0,5 % |
| Chlorki w przeliczeniu na NaCl | maks. 0,3 % |
| Substancje redukujące w przeliczeniu na NaNO2 | maks. 0,2 % |
| Substancje nierozpuszczalne w wodzie | maks. 0,03 % |
Warto zatrzymać się przy dwóch pozycjach. Limit substancji redukujących liczonych jako azotyn to kontrola częściowego rozkładu azotanu — azotyn powstaje wtedy, gdy materiał był przegrzewany, i jego obecność zapowiada gorsze zachowanie w wysokotemperaturowych zastosowaniach szklarskich. Chlorki z kolei są pozostałością surowcową i przy topieniu szkła mogą powodować pienienie.
Archiwalna specyfikacja przewidywała także opcjonalny środek powierzchniowo czynny z grupy alkilobenzenosulfonianów w ilości od 0,05 do 0,3 %, dodawany jako czynnik przeciwzbrylający, oraz podawała liczbową ocenę sypkości bez wskazania jednostki pomiaru. Taka wartość pozostaje nieporównywalna między różnymi partiami materiału, dopóki nie jest znana metoda oznaczenia, którą ją uzyskano.
Zastosowania
Szkło i emalie
W wytopie szkła azotan sodu pełni podwójną funkcję: utlenia związki żelaza z formy dwuwartościowej do trójwartościowej, co usuwa zielonkawe zabarwienie, oraz wspomaga klarowanie przez wydzielanie gazów porywających pęcherze. W emaliach spełnia analogiczną rolę utleniającą, utrzymując pożądany stan chemiczny wsadu.
Elektronika i szkło techniczne
W produkcji szkieł o zaostrzonych wymaganiach optycznych, w tym historycznie szkła kineskopowego, kontrola stopnia utlenienia wsadu decyduje o przejrzystości i braku zabarwienia, dlatego azotany są tam standardowym składnikiem zestawu surowcowego.
Pirotechnika i materiały wybuchowe
Jako nośnik tlenu azotan sodu wchodzi w skład mieszanin prochowych i pirotechnicznych, gdzie dostarcza utleniacza dla paliwa stałego. Jest to zastosowanie o znaczeniu historycznym i technicznym, w pełni objęte przepisami o obrocie materiałami wybuchowymi i o prekursorach.
Rolnictwo i inne kierunki
Sól bywa stosowana jako szybko działający nawóz azotanowy oraz jako składnik mieszanin solnych do magazynowania ciepła w instalacjach termicznych, gdzie wykorzystuje się jej stopiony stan w szerokim zakresie temperatur.
Klasyfikacja, transport i nadzór regulacyjny
Azotan sodu jest klasyfikowany jako stały materiał utleniający i jako substancja działająca drażniąco na oczy. Nie jest palny, ale podtrzymuje palenie i w kontakcie z materiałami organicznymi, pyłem drzewnym, olejami czy metalami sproszkowanymi tworzy układy zdolne do gwałtownej reakcji. Z tego powodu składuje się go oddzielnie od substancji palnych i redukujących. W przewozie towarów niebezpiecznych odpowiada mu numer UN 1498 w klasie 5.1.
Ze względu na możliwość niewłaściwego użycia azotany sodu i potasu objęte są w Unii Europejskiej nadzorem nad prekursorami materiałów wybuchowych — należą do grupy substancji, których podejrzane transakcje podlegają zgłaszaniu, bez wprowadzenia zakazu udostępniania.
Powiązane substancje
- Saletra potasowa techniczna — azotan potasu o zbliżonej funkcji utleniającej i innej charakterystyce topnienia
- Kwas azotowy techniczny — surowiec, z którego otrzymuje się azotany na drodze syntetycznej
- Trójtlenek antymonu — drugi z surowców szklarskich pełniących funkcję klarującą i odbarwiającą
- Saletra wapniowa — azotan wapnia, azotanowe źródło azotu dla roślin
Piśmiennictwo
Opracowania naukowe, na których opiera się treść tej strony. Zapis w stylu Chicago (autor–data); każda pozycja prowadzi do identyfikatora DOI u wydawcy.
- Additives, EFSA Panel on Food i in.. 2017. „Re‐evaluation of sodium nitrate (E 251) and potassium nitrate (E 252) as food additives.” EFSA Journal 15 (6). https://doi.org/10.2903/j.efsa.2017.4787.
- Freeman, i Eli S. 1956. „The Kinetics of the Thermal Decomposition of Sodium Nitrate and of the Reaction between Sodium Nitrite and Oxygen.” The Journal of Physical Chemistry 60 (11): 1487-1493. https://doi.org/10.1021/j150545a005.
- Kramer i in.. 1982. „Screening tests of sodium nitrate and potassium nitrate decomposition.” Solar Energy 29 (5): 437-439. https://doi.org/10.1016/0038-092x(82)90082-2.
- Urbansky i in.. 2001. „Perchlorate levels in samples of sodium nitrate fertilizer derived from Chilean caliche.” Environmental Pollution 112 (3): 299-302. https://doi.org/10.1016/s0269-7491(00)00132-9.
- Valencia i in.. 2008. „Saltpeter extraction and modelling of caliche mineral heap leaching.” Hydrometallurgy 90 (2-4): 103-114. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2007.10.001.
- Whitbeck, R. H. 1931. „Chilean Nitrate and the Nitrogen Revolution.” Economic Geography 7 (3): 273. https://doi.org/10.2307/140893.