Natriumnitrat

Strukturformel
Allgemeines
Name	Natriumnitrat
Andere Namen	Chilesalpeter eubischer Salpeter Natronsalpeter Perusalpeter Salpetersaures Natrium Würfelsalpeter Natrum nitricum Nitras sodae E 251 SODIUM NITRATE(INCI)
Summenformel	NaNO3
Kurzbeschreibung	farbloser,hygroskopischerFeststoff
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 7631-99-4 EG-Nummer 231-554-3 ECHA-InfoCard 100.028.686 PubChem 24268 ChemSpider 22688 DrugBank DB15952 Wikidata Q184373
Eigenschaften
Molare Masse	84,99 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,26 g·cm−3(20 °C)
Schmelzpunkt	308°C
Siedepunkt	Zersetzung ab 380 °C
Löslichkeit	leicht in Wasser (874 g·l−1bei 20 °C)
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung Achtung H- und P-Sätze H:272​‐​319 P:210​‐​305+351+338
Toxikologische Daten	1267 mg·kg−1(LD50,Ratte,oral)
Soweit möglich und gebräuchlich, werdenSI-Einheitenverwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten beiStandardbedingungen(0 °C, 1000 hPa).

Natriumnitrat(auchNatronsalpeteroderChilesalpeter), NaNO₃,ist dasNatriumsalzderSalpetersäure.Diechemische Verbindungliegt im reinen Zustand in Form einerhygroskopischenweißen Substanz oder farblosenKristallenvor.

Natriumnitrat findet vielfältige Anwendung alsStickstoffdüngerund in derLebensmittelkonservierungsowie in geringerem Maße für dieHerstellungvonGlasoderEmaille.Ferner wird es auch für pyrotechnische Erzeugnisse oderFesttreibstofffürRaketenantriebeverwendet – allerdings nur eingeschränkt, denn obwohl Natriumnitrat in seinerMolekülstrukturdem auch heute noch häufig verwendetenKaliumnitratähnelt, schränkt die hygroskopische Eigenschaft den Einsatz für diePyrotechnikdeutlich ein, primär der verminderten Lagerbarkeit und Stabilität wegen.

Geschichte

Im Jahr 1736 stellteDuhamelNatriumnitrat erstmalssynthetischdar. Die ersten Ladungen von Chilesalpeter erreichtenEnglandin den 1820er Jahren. Im Laufe der Zeit stieg der Verbrauch und 1859 importierte England bereits 47.000 Tonnen. Schon1870wurden vonIquique– heute eine Hafenstadt im Norden Chiles, damals zu Peru gehörend – bereits 147.000 Tonnen Chilesalpeter nachLiverpoolundHamburgverschifft.Für die gefährliche Reise um dasKap Hoornwurden große Frachtsegler wie diePassateingesetzt.

Die zunehmende Profitabilität der Salpeterexporte führte zwischen 1879 und 1884 schließlich zumSalpeterkrieg,auch Pazifischer Krieg genannt, zwischenChileeinerseits undPeruundBolivienandererseits um die GebieteRegión de Arica y Parinacota,Región de TarapacáundRegión de Atacama,im heutigen Norden Chiles, wo die ergiebigsten Vorkommen von Chilesalpeter zu finden waren. Mit der Erfindung desHaber-Bosch-Verfahrensund der damit verbundenen Erzeugung von synthetischem Natriumnitrat verlor die Gewinnung von Chilesalpeter aus den chilenischen Vorkommen ständig an Bedeutung.

Vorkommen

Nitronatrit

Natriumnitrat ist das wichtigste natürlich vorkommendeNitrat.AlsMineralkommt es alsNitronatritvor. Hauptfundort istChile,daher auch derTrivialnameChilesalpeter.Die Lagerstätten in derAtacama-Wüstesind die Reste von abgelagertem Vogelkot (Guano), dessen organische Anteile verwittert sind. Weitere natürliche Vorkommen gibt es inÄgypten,Kleinasien,KolumbienundKalifornien.

Gewinnung

Humberstone- und Santa-Laura-Salpeterwerke,ehemaliger Abbau von Natriumnitrat in Chile

Natürliche Vorkommen werden durchAuslaugungmit heißenSolengewonnen und durchFiltrationvon Fremdstoffen gereinigt. Das in der Kälte auskristallisierte Natriumnitrat hat eine Reinheit von etwa 98 %. Das in denMutterlaugenenthalteneIodatgeht in dieIodgewinnung.

Natriumnitrat kann auch durch Umsatz vonNatriumcarbonatmitSalpetersäuregewonnen werden:

$\mathrm {Na_{2}CO_{3}+2\ HNO_{3}\longrightarrow 2\ NaNO_{3}+H_{2}O+CO_{2}}$

Hier bietet sich die Absorption von Restgasen der Ammoniakoxidation in konzentrierter Natriumcarbonat-Lösungan:

$\mathrm {Na_{2}CO_{3}+2\ NO_{2}\longrightarrow NaNO_{3}+NaNO_{2}+CO_{2}}$

ZurOxidationdesNitritswird dieses mit Salpetersäure angesäuert, an derLuftzu Nitrat oxidiert und mit Natriumcarbonat neutralisiert. In Vakuumverdampfern wird es bis zumFeststoffeingeengt.

Natriumnitrat kann auch durch Umsetzung vonNatriumhydroxidmit Salpetersäure gewonnen werden:

$\mathrm {NaOH+HNO_{3}\longrightarrow NaNO_{3}+H_{2}O}$

Eigenschaften

Chilesalpeter (Handelsform)

Physikalische Eigenschaften

wichtige thermodynamische Eigenschaften

• Δ_fH⁰_s= −467,9kJ/mol
• S⁰_s= 116,5 J/(mol·K)

Chemische Eigenschaften

In heißerSchwefelsäurewird es unter Bildung von Salpetersäure zuNatriumhydrogensulfatumgesetzt:

$\mathrm {NaNO_{3}+H_{2}SO_{4}\longrightarrow NaHSO_{4}+HNO_{3}}$

BeiTemperaturenoberhalb von 380 °C zersetzt es sich zuNatriumnitrit:

$\mathrm {2\ NaNO_{3}\longrightarrow 2\ NaNO_{2}+O_{2}}$

Bei Temperaturen oberhalb von 800 °C zuNatriumoxid:

$\mathrm {4\ NaNO_{3}\longrightarrow 2\ Na_{2}O+2\ N_{2}+5\ O_{2}}$

Verwendung

Werbung für Chilesalpeter als Düngemittel (La Palma)

Landwirtschaft, Industrie und Haushalt

Natriumnitrat wird alsDüngemittel,in derBaustoffindustrieals Zementzusatz, als Hilfsstoff in chemischenAbflussreinigernund alsLatentwärmespeicherverwendet. AlsKonversionssalpeterdient es als Grundstoff zur Herstellung vonKaliumnitrat.

Natriumnitrat ist außerdem enthalten in basischenAbflussreinigernum die Bildung von Wasserstoff zu verhindern (Knallgas) und stattdessen Ammoniak zu erzeugen (bessere Handhabe und warnender Geruch).

Konservierungsmittel

Natriumnitrat wird alsKonservierungsmittelzumPökelnvonWurstwaren,Hartkäse,Schnittkäse,eingelegteHeringeundSprotteneingesetzt. Pökelsalz besteht ausKochsalz,dem geringe Mengen Natriumnitrat E 251,NatriumnitritE 250,KaliumnitritE 249 und/oderKaliumnitratE 252 zugesetzt sind. DieNitrateselbst wirken nicht antibakteriell. Sie werden jedoch im Pökelprozess enzymatisch inNitriteumgewandelt, die gegenBakterien,vor allem gegen denBotulismus-ErregerClostridium botulinum,wirken. Bei diesem Prozess wird der chemisch wenig beständige MuskelfarbstoffMyoglobinin eine stabilere Variante umgewandelt (Umrötung). Als Folge davon behält das Fleisch seine rote Farbe. Ungepökelte Fleisch- und Wurstwaren nehmen bald nach der Schlachtung eine graue Farbe an, durch das Pökeln sieht auch alte Fleischware frisch aus. Zudem wird beim Pökeln ein typisches Aroma ausgebildet.

Nachweis

Nachweisreaktionen

• Natrium: als hell leuchtend gelb in der blauen Bunsenbrennerflamme
• Nitrat: Spatelspitze Substanz mit verdünnter Schwefelsäure lösen und mit einer kalt gesättigtenEisen(II)-sulfatlösungversetzen. Mit etwas konzentrierter Schwefelsäure unterschichten. An der Grenzschicht entsteht ein brauner Ring, der als Nachweis für Nitrat gilt (Ringprobe).

Literatur

• Norbert Tempel:Chile-Salpeter – „Weißes Gold “für die Äcker und Schlachtfelder der Welt.In:Industriekultur. Magazin für Denkmalpflege, Landschaft, Sozial-, Umwelt- und Technikgeschichte,Jg. 28 (2022), Heft 3, S. 18–22.