«Ямчуг», или селитра

В 1749 г. М. В. Ломоносов написал диссертацию «О рождении в природе селитры».

Селитрой называли в прошлом нитрат калия KN03. Она носила в России и другое название —«ямчуг», от слова «яма» (см. 1.34, 3.20). В ямах заготавливали сырье для производства KN03: навоз, мочу, строительный мусор, остатки растений и др. Селитра образовывалась через два-три года в результате естественных биохимических процессов. Землю, извлекаемую из ям по истечении указанного срока, называли «селитряной землей». Для извлечения селитры «селитряную землю» обрабатывали водой, добавляя карбонат калия К2С03 (см. 1.18), отфильтровывали и осторожно выпаривали досуха. Добавление К2С03 приводило к превращению нитрата кальция Ca(N03)2, содержащегося в «селитряной земле», в нитрат калия KN03, извлекаемый водой, что увеличивало выход селитры. Нерастворимым остатком был карбонат кальция СаС03: Ca(N03)2 + К2С03 = 2KN03 + CaC031.

Из одного кубометра «земли» получали 6—13 кг селитры с содержанием KN03 до 60—70%. В России к 1801 г. природную и искусственную «селитряную землю» уже перерабатывали 100—107 селитряных мастерских, производя в год около 500 т селитры.

В Средние века в Европе отскабливание селитры с глиняных стен домов было королевской привилегией. Стены делались из животных отбросов, садовой земли, смешанных с известью, глиной и соломой. Со временем на стенах появлялись белые налеты селитры. Шведские крестьяне, например, были обязаны платить часть своего оброка селитрой.

С 1845 г. в Россию стали завозить более дешевую чилийскую, или натриевую, селитру NaN03, и производство селитры из «селитряной земли» стало резко падать. Для изготовления пороха годилась только калиевая селитра KN03: натриевая селитра жадно поглощает влагу из воздуха, порох становится сырым и невоспламеняемым (см. 1.34). Для превращения NaN03 в KN03 к нагретому концентрированному водному раствору нитрата натрия добавляли хлорид калия КС1; при этом в осадок выпадал хлорид натрия NaCl, а из охлажденного фильтрата кристаллизовался нитрат калия KN03: NaN03 + KCl^ KN03 + NaClj.

Основными потребителями селитры в прошлые века были пороховые заводы и мастерские по производству азотной кислоты — «селитряной кислоты».

Современные методы производства KN03 основаны на взаимодействии гидроксида калия КОН или карбоната калия К2С03 с азотной кислотой: КОН+HN03=KN03 + H20, К2С03 + 2HN03 = 2KN03 +<Ю2 Т + Н20.