萃取法制取硝酸钾

张文娟

摘 要：本实验提出了一种制取硝酸钾的新方法，与苏教版《实验化学》中转化法制取硝酸钾进行了对比，提出了该实验方法的优点。并对该实验进行分析，提出了在教学时最佳的投料量。

关键词：萃取法；硝酸钾制取；化学实验

本文提出了一种新的制取硝酸钾的实验方法——萃取法制取硝酸钾。我们对萃取法制取硝酸钾的原理进行分析，并通过实验探究确定了最佳的实验方案。

一、问题的提出

在苏教版《实验化学（选修）》[1]，物质的分离与提纯专题中的实验：硝酸钾晶体的制备中，利用物质的溶解度各不相同且溶解度随温度的变化而变化的原理，通过冷却结晶和重结晶步骤最终得到KNO3晶体[2]。

物质的分离与提纯专题中除了希望学生学习相应的物理化学原理外，更重要的是希望学生能够掌握物质分离与提纯的化学基本操作[3]。利用转化法制取硝酸钾实验的缺点有以下几点：第一，KNO3晶体中容易混有NaCl等杂质；第二，不能尽可能多的包含中学所学的分离提纯方法，如萃取，分液等；第三，所得的废液不能重复利用到下一次的KNO3的制取中。所以我们提出萃取法制取硝酸钾，以期可以得到更好的教学效果。

二、實验原理

（一）实验原理

KCL+HNO3？圹KN03+HCL

一般情况下，氯化钾和硝酸溶液的反应是可逆反应，但是若在一种有机溶剂存在下，将反应生成的盐酸萃入有机相，促使平衡向右移动，KCl就可以直接转变成KNO3固体。所用的有机溶剂可以部分地与水混溶，它能从硝酸钾、盐酸和未反应完的硝酸混合物中萃取出HCl和HNO3，然后通过液——液萃取操作反萃取出盐酸，余下带有硝酸的溶剂仍返回使用，从而达到了绿色化学的要求。该反应可使固体氯化钾直接转变成固体硝酸钾，实验方法简单。本实验应用的有机溶剂是异戊醇[4]。

三、实验药品

氯化钾（AR），68%硝酸（AR），异戊醇（AR）， 去离子水

四、实验方法及数据记录

在烧瓶中加入Aml硝酸，冰水浴搅拌下冷却至10℃，后加入Bg氯化钾，低速搅拌3-5min后加入40ml异戊醇，继续搅拌10min并冷却至5℃，静置10min后抽滤，干燥后得粗产物ag，加入蒸馏水重结晶后可得精产物bg。

为了探究更合理的用量，参考了彭国新萃取盐酸法制取硝酸钾的研究[5]，以及马誉景发表的《硝酸和氯化钾直接制备硝酸钾工艺研究及优化》[6]中的用量，做了以下五组实验。

五、实验数据分析

（1）对比1，2号实验方法，虽然增加了硝酸的量，但对产量影响不大。对于教学实验，由于量太少，不便于观察和操作，所以舍弃这两种实验用量。

（2）对比3，4和3，5号实验方法，3号实验方法虽然粗产物最多，但杂质含量太高，最终产率也较低，故放弃3号实验用量。

（3）4，5号实验方法，粗产物产量稳定在22g左右，方便教学实验观察，精产物产量在19.5g左右，保证了精产物的产率。

最终确定4，5号实验所采取的实验方案是最佳的实验方案。

六、本实验方案的优点

本实验与转化法制取硝酸钾相比优点主要有：第一，采用新的化学反应原理和实验试剂，可以直接得到硝酸钾粗产品的固体，比转化法得到硝酸钾固体粗产品的步骤少，操作更简单；第二，本实验运用到的分离提纯方法比转化法要多，主要有萃取法，降温结晶和重结晶；第三，本实验得到的废液可以加水之后对硝酸进行反萃取，从而得到稀硝酸溶液，进行回收利用；第四，本实验相较于转化法制取硝酸钾的实验，简化了反应进程，在温度低于10℃时，一次投料，实验操作总耗时在40min以内，无论是教师演示实验还是学生实验都可在一节课内结束。总的来说，本实验不仅适用于课堂教学，而且对于提高学生综合性问题解决能力、实验操作的综合应用能力有着很好的促进作用，是学生理解、分析复杂的化学实验操作问题和体验绿色化学很好的教学资源。

参考文献：

[1]王祖浩.实验化学[M].南京：江苏教育出版社，2006.

[2]卓高峰.《实验化学》课题实验高考复习策略[J].中学化学教学参考.2009（12）：48-49.

[3]孙丹儿，占小红.苏教版高中《实验化学》模块教材解析[J].化学教学.2007（7）：26-28.

[4]杨意望，陈松，李国兵.溶剂萃取法制取硝酸钾综述[J].化学工程与装备.2007（5）：63-66.

[5]彭国新，黄勇.萃取盐酸法制取硝酸钾[J].华东冶金学院学报.1987，4（3）：97-101.

[6]马誉景.金央.李军.曹语晴，吴世琴.硝酸和氯化钾直接制备硝酸钾工艺研究及优化[J].无机盐工业.2015，47（3）：31-34.