用硝土制取硝酸钾.doc

用硝土制取硝酸钾
【原理】硝酸钾俗称火硝或土硝。它是黑火药的重要原料和复合化肥。制取硝酸钾可以用硝土和草木灰作原料。土壤里的有机物腐败后，经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用，生成硝酸。硝酸根跟土壤里的钾、钠、镁等离子结合，形成硝酸盐。硝土中的硝酸盐就是这样来的。硝土一般存在于厕所、猪、牛栏屋，庭院的老墙脚，崖边，岩洞以及不易被雨水冲洗的地面。硝土潮湿，不易晒干，经太阳曝晒后略变紫红色。好的硝土放在灼红的木炭上会爆出火花。
从硝土中提取硝酸钾，主要原理是利用草木灰中的钾离子取代硝土中的钠离子，从而生成硝酸钾。另外，草木灰里的碳酸根离子和硫酸根离子跟硝土里的钙、镁离子结合，生成难溶性的盐而沉淀，从而去掉钙、镁等杂质。主要反应式是
Ca(NO3)2+K2SO4=2KNO3+CaSO4↓
Ca(NO3)2+K2CO3=2KNO3+CaCO3↓
Mg(NO3)2+K2CO3=2KNO3+MgCO3↓

硝土本身也含有硝酸钾，最后利用各种盐溶解度的差异，控制温度和浓度，使硝酸钾从混合液中结晶出来。

【操作】

（1）把硝土和草木灰分别研细碾碎。按硝土和草木灰8∶1的质量比称取原料（原料比因来源不同而有所变化），混合后放在一只大烧杯中，加入约75℃的热水到浸没混合物为止。

（2）用玻棒不断搅拌约15分钟，再进行抽滤。料渣再一次放在烧杯里，加适量热水并搅拌15分钟，再次抽滤，把两次的滤液合并在一起（原料较多时也可只抽滤一次），得到的滤液常称为硝水。

（3）把硝水倾入一只大蒸发皿中，加热蒸发（这一步叫做熬硝），加热时要不断搅拌，防止粘底和飞溅。

（4）当蒸发掉2／3～3／4体积的水时停止加热。这时溶液比较粘，蒸发皿底部已析出少量固体。用玻棒取一滴溶液滴在纸上，溶液如果立即凝结成团状，说明已达到要求，立即趁热抽滤。这时温度很高，硝酸钾的溶解度较大不会析出，而氯化钠、氯化钾等由于溶解度较小而析出。

（5）让滤液自然冷却到30℃，这时硝酸钾的溶解度受温度的影响变化最大，溶解度急剧下降而大量析出。氯化钠等盐的溶解度变化小，基本上不再析出。再次抽滤，即得硝酸钾晶体。如果要进一步提纯，可再次重结晶。

【说明】

（1）草木灰以荞麦杆、棉花壳、棉杆、蚕豆杆、菜子杆、番茄杆、高粱杆、玉米杆等植物燃烧后得到的灰为最好，它们钾的含量可达10～15％。当然其他草木灰也可以使用。

（2）以上原理也适用于土法生产土硝。

面粉质量的测定

【原理】面粉中最主要的成分是碳水化合物，约占总质量的70％（淀粉、糖、半纤维素等），其次是水分（约15％）和蛋白质（约10％），还含有少量脂肪、纤维素、灰分等（共约5％）。面粉里含有的蛋白质又可分为单纯蛋白质和复杂蛋白质。单纯蛋白质包括清蛋白（溶于水）、球蛋白（不溶于水而溶于盐溶液）、麦胶蛋白（不溶于水和盐溶液，溶于70％的乙醇）和小麦蛋白（只溶于0.2％的碱溶液）等。要测定面粉中的蛋白质，可先提出面粉中的面筋。面筋中主要含有麦胶蛋白和小麦蛋白。面粉的质量基本上决定于面筋的质和量。面粉的面筋含量越大，质量越好。

面粉的质量还和它的产率、等级及所含的灰分有关。灰分越高即面粉含无机盐越多，质量越差。面粉的灰分含量是0.5％，而且其他方面合乎标准，可以认为它是高品位的面粉。灰分含量达到2.1％的面粉，质量很差。
测定面粉质量的指标和方法很多。下面分别介绍测定面粉中的水分、灰分、面粉细度、新鲜度、酸度和面筋的含量。
（1）测定面粉中的水分在两只预先烘干、带盖，并精确称量好的坩埚里加入约5g面粉，盖后再精确称量，然后放入烘箱内加热到105℃，持续2～3小时。然后取出坩埚，放在干燥器中冷却。再次称量，记下质量。再次把坩埚放入烘箱，在105℃温度下加热1.5～2小时，再照上述方法冷却、称量。如果两次冷却后的质量差不超过0.01g，就能按下式算出水分的百分含量。

式中A是所取面粉样品的质量，B是干燥以后面粉的质量。面粉正常的含水量约为12％。
（2）测定面粉的灰分把装有5～10g面粉的瓷坩埚放在石棉网上（加面粉前后瓷坩埚都应精确称量）加热到其中的挥发物质全部除去。再用煤气灯加强热灼烧（最好在通风橱内进行），使坩埚中只留下黄色灰烬，再把坩埚放在干燥器中冷却。冷却后连同坩埚一起称量，求得灰烬的质量。
面粉在产率（产率指麦粒磨成面粉的百分率）为75％的产品中灰分含量不应超过0.95％，在产率为80％的产品中不应超过1.1％，产率为85％的产品中不应超过1.4％，在产率为95％的产品中不应超过1.9％。
（3）测定面粉的细度称取100g面粉，放在已知筛目数的筛上筛分。摇振2分钟后，如果面粉不再从筛孔落下时，称量筛余面粉。把结果记下，再根据筛目计算该细度的百分含量。如果有2～3个筛，按孔目大小从细到