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  Kaliumnitrat (Kalisalpeter)   KNO3 
  
  
   
Farblose Kristalle   
oder weißes Pulver   

Vorkommen   
Kalisalpeter-Lagerstätten

 Molmasse  101,103 g/mol   
  
 
AGW  keine Angaben 
Dichte  2,105 g/cm3   
Schmelzpunkt  +334 °C  
Wasserlöslichkeit 
100g H2O lösen bei 25 °C 38,3 g
Piktogramm  
GHS 03   
Gefahr		 Gefahrenklassen + Kategorie   
  
Oxidierende Feststoffe 1 		 HP-Sätze (siehe auch Hinweis)      
H 271   P 210, 221, 280.3  
Entsorgung  G 4   
Etikett drucken Deutscher Name Englischer Name
CAS 7757-79-1 Kaliumnitrat Potassium nitrate
   
Bemerkung: Kaliumnitrat ist kein Explosivstoff, kann aber zur Herstellung derartiger Stoffe verwendet werden (rechtlicher Hinweis). 
   
  
Eigenschaften 
  
Kaliumnitrat löst sich unter Abkühlung im Wasser, wobei Wärme von der Umgebung aufgenommen wird. In warmem Wasser löst sich das Kaliumnitrat viel besser. 
  
 
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Beim Erhitzen über die Schmelztemperatur wird Sauerstoff unter Bildung von Kaliumnitrit abgegeben; eine heiße Kaliumnitratschmelze reagiert heftig mit organischen Verbindungen, ebenso mit Kohle und Schwefel. Diese Demonstration darf nur unter Einhaltung der Sicherheitsvorschriften vorgeführt werden. Es dürfen nur kleine Mengen in die heiße Schmelze geworfen werden, Schutzbrille und Schutzscheibe sind notwendig. 
    

 
Aktivkohle in einer Kaliumnitratschmelze
 
 
Das Körnchen glüht und springt heftig umher.
Schwefel in einer Kaliumnitratschmelze
 
 
Der Schwefel verbrennt mit hellen Feuererscheinungen.
   
Film erhältlich auf >DVD
   
  
Herstellung 
  
Früher gewann man Kaliumnitrat aus Kalisalpeter (Lagerstätten in Indien, China, Deutschland, Ungarn, u.a.); später aus Chilesalpeter (Natriumnitrat) und nachfolgender Umsetzung einer heißen Lösung von Natriumnitrat  NaNO3  in Wasser mit Kaliumchlorid:  
   
NaNO3  +  KCl   NaCl  +  KNO3   

Heute erhält man es vorwiegend aus Salpetersäure und Kaliumcarbonat (Pottasche):  
  
K2CO3  +  2 HNO3   2 KNO3  +  H2O  +  CO2
   
  
Verwendung 
  
Kaliumnitrat wird im Chemieunterricht für zahlreiche Versuche benötigt, beispielsweise: 
  • Aus Kaliumnitrat lassen sich wirksame Kältemischungen herstellen: Eine Mischung mit 3 Teilen Wasser, 1 Teil Ammoniumchlorid und 1 Teil Kaliumnitrat ergibt eine Temperatursenkung von etwa 20 °C. 
  • Einführung in die Gefahrstoffe, Prinzip eines oxidierend wirkenden Stoffes: Beim Hineingeben brennbarer Stoffe in eine Schmelze gibt es eine lebhafte Reaktion (siehe oben).
  • Demonstrieren der Temperaturabhängigkeit von Lösungen (siehe oben).
  • Mit Kaliumnitrat kann man Kristalle züchten.
Kaliumnitrat ist als Lebensmittelzusatzstoff (E 252) zum Pökeln von Fleisch- oder Wurstwaren oder in Käse zugelassen: Als Zusatzstoff verhindert es eine Zersetzung des roten Farbstoffes, so dass das Fleisch seine rote Farbe behält. Die Landwirtschaft setzt es aufgrund seines Stickstoffgehalts als wertvolles Düngemittel ein. Bei der Metallindustrie wird es als Schweiß- und Härtesalz bei der Verarbeitung von Metallen verwendet. Kaliumnitrat dient als Oxidationsmittel zur Herstellung von Schwarzpulver, Zündschnüren, Feuerwerkskörpern, Leuchtsätzen oder Rauchgranaten.  
  
  
  
 
  Abbrennen von Schwarzpulver
 
 Diese Demonstration wird für den Unterricht nicht empfohlen. Film erhältlich auf >DVD
 
    
Geschichte 
    
Obwohl die Babylonier 1700 vor Christus den Salpeter bereits kannten, gibt es bei den Griechen und den Römern und auch bei den Arabern keinen Hinweis mehr darauf, dass der Stoff verwendet wurde. Im 13. Jahrhundert wird der Salpeter wieder von Roger Bacon (ca. 1214-1292) bei der Beschreibung des Schwarzpulvers erwähnt. Der Alchimist hatte das Rezept vermutlich von chinesischen Mönchen erhalten. In China wurden bereits im Jahre 1288 Handbüchsen gefertigt. Diese hatten einen Kaliber von 30mm und eine Länge von 45cm.    
     
Dem Mönch Bertholt Schwarz ist daher wohl nicht die Erfindung des Schwarzpulvers zuzuschreiben. Er benutzte das aus dem Mittelalter stammende "Feuerwerkbuch", dessen Herkunft heute nicht mehr genau geklärt werden kann. Schwarz war in Freiburg/Breisgau als Büchsenmacher tätig. Er war der Erfinder der Steinbüchse, einem kurzläufigen Geschütz, in dem eine aus Stein gefertigte Kugel mit Holzkeilen festgemacht und die durch die Explosion des dahinter liegenden Pulverraums abgeschossen wurde. Bertholt Schwarz verbesserte die Zusammensetzung des Schwarzpulvers und erfand die ersten Geschütze. Schwarz wurde im Jahr 1389 auf den Befehl des Kaisers Wenzel hingerichtet.    
      
  
 
Titelblatt des berühmten Feuerwerkbuches nach dem Druck von 1529 in Augsburg
   
  
Der Autor des Feuerwerkbuches ist heute nicht mehr bekannt. Um 1408 befand sich eine Handschrift davon in der Preußischen Staatsbibliothek. Das Buch gehörte zwischenzeitlich auch zu den "verbotenen Büchern", die nicht für jedermann frei zugänglich waren. Zu Beginn des Buches werden 12 Fragen beantwortet, die für das Herstellen von "Büchsen" (heute würde man sagen: Schusswaffen) als grundlegend gelten:  
   
"Die erste Frage (ist), ob das Feuer den Stein aus der Büchse treibt oder der Dunst, der von dem Feuer ausgeht. Nun sprechen etliche, das Feuer habe die Kraft, den Stein zu treiben. Ich spreche aber: der Dunst hat die Kraft, den Stein zu treiben. Ein Beispiel: Nimm ein Pfund gutes Pulver und tu das in ein sämig Weinfaß und verschließ es gut, daß kein Dunst davonkommen kann, (es sei) denn aus dem Weidloch, mit du es anzünden willst. Un so es angezündet wird, so ist das Pulver unterderhand verbrannt, und zerbricht der Dunst das Faß (...)  
Die dritte Frage, ob wenig Pulver eher eine Büchse sprengt oder weiter schießt, als wenn man sie bis an den Klotz mit eingestoßenem Pulver füllt. Da sprech ich: wenn man die Büchse füllt bis an den Klotz, so mag das Feuer und der Dunst nicht genug Weite haben, den Schuß zu vollbringen, bis das Feuer einen Teil hinter sich ausgebrannt hat und der Dunst den Klotz heraussschlägt. Ist aber die Büchse den Dritteil bis an den vierten Teil (geladen), so kann das Pulver im allgemeinen auf einmal verbrennen und (dann) kann der Dunst seine Kraft vollbringen, und du schießest weiter, und die Büchse springt dann viele eher, wenn man sie füllt mit eingestoßenem Pulver bis an den Klotz". (Textausschnitt aus dem Feuerwerkbuch, S. 2)  
  
Im 13. Jahrhundert erwähnte bereits Marcus Graecus im Buch "Liber ignium" (Buch des Feuers) den Salpeter zur Herstellung leicht entzündlicher Mischungen. Bis zur Erfindung der Schießbaumwolle im 19. Jahrhundert war das Schwarzpulver der einzige verfügbare Explosivstoff zur Herstellung von Feuerwaffen.  
   
Salpeter wurde systematisch aus einer "nitrosen Erde" gewonnen, die man in Viehställen und Schlachthäusern sammelte. Aus dem tierischen Urin bildete sich der chemisch gebundene Stickstoff mit Hilfe von Bakterien zu Nitrat um. Durch das Kochen der nitrosen Erde mit heißem Wasser löste sich das Nitrat, beim Eindampfen erhielt man einen braunen Rückstand, den "roten Mauersalpeter". Dieser bestand im wesentlichen aus Calciumnitrat, das danach mit Pottasche zu Kalisalpeter umgewandelt wurde:  
   
Ca(NO3)2  +  K2CO3   2 KNO3  +  CaCO3   
   
  
 
Mauersalpeter an einer Kellerwand
  
  
Nach einer Filtration der Lösung und einer schrittweisen Kristallisation erhielt man den Salpeter in reiner, kristalliner Form. Zur Verbesserung der Ausbeute legt man ab dem 17. Jahrhundert Salpetergärten an. Diese bestanden aus langgestreckten Erdhaufen, die aus tierischem Dung, Kalk und Urin hergestellt wurden und vor Regen geschützt waren. Auch Menschenleichen soll man auf diese Erdhaufen geworfen haben. Nach zwei Jahren hatte sich soviel Salpeter gebildet, dass man aus 6kg Erde 1kg Salpeter gewinnen konnte. Eine weitere Quelle war bis dahin der Mauersalpeter, der sich in den Viehställen an den Wänden gebildet hatte.  
   
Neben der Verwendung zur Herstellung von Schießpulver diente der Salpeter schon ab dem Jahre 1300 zur Herstellung von Salpetersäure und wenig später auch als Oxidationsmittel zur Reinigung von Metallen.  
   
Mitte des 19. Jahrhunderts begann der Import von Chilesalpeter nach Europa. Man fand ihn in der nordchilenischen Atacama-Wüste in mächtigen, 1-2 Meter dicken und bis zu 600km langen Lagerstätten. Der chilenische Salpeter enthielt vor allem Natriumnitrat, das man leicht in Kaliumnitrat umwandeln konnte. Chile führte gegen Peru und Bolivien in den Jahren 1879-1884 um die Lagerstätten in der Region Atacama einen Krieg. Der "Salpeterkrieg" forderte 14000 Tote und sicherte Chile als Sieger die umfangreichen Salpetervorkommen. 
 
 
Versuche zum Thema Oxidationen
   
  
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