Kalium Nitrat: Gunanya Tak Sekadar untuk Gigi Sensitif

Kalium nitrat ialah suatu senyawa kimia anorganik dengan rumus KNO3. Senyawa ini adalah garam ion dari ion kalium, K+ dan ion nitrat, NO3.

Garam ion ini terjadi sebagai mineral niter dan merupakan sumber nitrogen zat padat alami. Kalium nitrat, salah satu dari beberapa senyawa yang mengandung nitrogen yang secara kolektif mengacu pada saltpeter atau saltpetre.

Penggunaan utama kalium nitrat adalah sebagai pupuk, pendorong roket dan bunga api. Senyawa salah satu konstituen utama sendawa (blackpowder) dan telah digunakan sejak Abad Pertengahan sebagai pengawet makanan. Kalium nitrat juga merupakan salah satu bahan utama untuk peledak.

Nama IUPAc-nya Kalium nitrat; nama  lainnya Salpetre, Nitrat garam abu. Adapun sifat-sifatnya sebagai berikut:

  • Rumus molekul: KNO3
  • Berat molekul: 101,1032 gr/mol
  • Penampilan: kristal putih
  • Bau: tidak berbau
  • Densitas: 2,109 gr/cm3 (16 °C)
  • Titik leleh: 334 °C
  • Titik didih: Terurai pada 400 °C
  • Kelarutan dalam air: 133 gr/L (0 °C); 316 gr/L (20 °C); 2460 gr/L (100 °C)
  • Kelarutan dalam pelarut lain: Sedikit larut dalam etanol; larut dalam gliserol, ammonia.
  • Keasaman (pKa): ~7
  • Indeks refraksi (nD): 1,5056
  • Struktur Kristal: Ortorombik, Aragonit

Kalium Nitrat tidak tercantum dalam daftar indek Uni Eropa, senyawa ini tercatat sebagai oksidan (O) dalam klasifikasi Uni Eropa. Bahaya utama zat ini adalah sebagai oksidan, berbahaya kalau ditelan, terhirup, atau terserap pada kulit. Menyebabkan iritasi pada kulit dan mata. Senyawa ini juga tidak terbakar. LD50 mencapai 3750 mg/kg.

Sejarah Produksi Kalium Nitrat

Dari Sumber Mineral

Proses pemurnian lengkap paling awal dikenal untuk kalium nitrat diutarakan tahun 1270 oleh kimiawan dan insinyur Hasan al-Rammah dari Suriah dalam bukunya al-furusiyya wa al-Manasib al-Harbiyya (‘The Book of Military Horsemanship and Ingenious War Devices’)—dalam bahasa Indonesia kira-kira bermakna: Buku Kemiliteran Penunggang-kuda dan Peralatan Perang yang Cerdik.

Dalam buku ini, al-Rammah menjelaskan pertama pemurnian barud (mineral sendawa mentah) melalui perebusan dengan sedikit air dan hanya menggunakan larutan panas, kemudian menggunakan kalium karbonat (dalam bentuk abu kayu) untuk menghilangkan kalsium dan magnesium melalui pengendapan karbonatnya dari larutan ini, meninggalkan larutan kalium nitrat yang dimurnikan, yang kemudian dapat dikeringkan.

Ini digunakan untuk pembuatan sendawa dan alat peledak. Terminologi yang digunakan oleh al-Rammah menunjukkan asal Cina untuk mesiu senjata mengenai tulisannya. Sementara Kalium nitrat disebut “salju Tionghoa” oleh orang Arab, sementara orang Iran/Persia menyebutnya “garam Cina”. Setidaknya, pada tahun 1845, deposit sendawa Cili dieksploitasi di Cili dan California, Amerika Serikat.

Dari Gua

Sumber alami utama kalium nitrat adalah endapan yang mengkristal dari dinding gua dan akumulasi guano kelelawar di gua-gua. Ekstraksi dilakukan dengan merendam guano dalam air selama satu hari, penyaringan, dan panen kristal dalam air yang disaring. Secara tradisional, guano adalah sumber yang digunakan di Laos untuk pembuatan mesiu untuk roket Bang Fai.

LeConte

Mungkin pembicaraan yang paling lengkap dari produksi bahan ini adalah 1.862 teks LeConte. Dia menulis dengan tujuan untuk meningkatkan produksi di Konfederasi Amerika untuk mendukung kebutuhan mereka selama Perang Saudara Amerika. Karena ia menyerukan bantuan dari masyarakat petani pedesaan, deskripsi dan instruksi yang sederhana dan eksplisit.

Dia merinci “Metode Perancis”, bersama dengan beberapa variasi, serta “metode Swiss”. Rujukan N.B. Many telah dilakukan untuk sebuah metode yang hanya menggunakan jerami dan urin, tetapi tidak ada metode tersebut dalam pekerjaan ini.

Metoda Prancis

Niter-bed dibuat dengan mencampur pupuk kandang abu mortar atau kayu dengan baik, tanah biasa dan bahan organik seperti jerami untuk memberikan porositas ke tumpukan kompos biasanya 1,5 × 2 × 5 meter dalam ukuran. Tumpukan itu biasanya di bawah penutup dari hujan, tetap lembab dengan urine, ternyata sering untuk mempercepat dekomposisi, kemudian akhirnya tercuci dengan air setelah sekitar satu tahun, untuk menghilangkan kalsium nitrat larut yang kemudian dikonversi menjadi kalium nitrat dengan menyaring melalui garam abu (potash) tersebut.

Metoda Swiss

LeConte menggambarkan proses yang hanya menggunakan urin dan dan bukan rabuk,  menyebutnya sebagai metode Swiss. Urin dikumpulkan secara langsung, di bawah pasir stabil. Pasir itu sendiri digali dan tercuci untuk nitrat yang kemudian dikonversi menjadi potasium nitrat melalui garam abu, seperti di atas.

Dari Asam Nitrat

Dari tahun1903 hingga era Perang Dunia-I, kalium nitrat untuk serbuk hitam dan pupuk diproduksi pada skala industri dari asam nitrat yang dihasilkan melalui proses Birkeland-Eyde, yang menggunakan arkus listrik untuk mengoksidasi nitrogen dari air. Selama Perang Dunia I proses Haber industri baru (1913) dikombinasikan dengan proses Ostwald setelah 1915, yang memungkinkan Jerman untuk menghasilkan asam nitrat untuk perang setelah terputus dari pasokan mineral natrium nitrat dari Cili. Proses Haber yang mengkatalisis produksi ammonia dari nitrogen atmosfer, dan hydrogen yang diproduksi secara industri. Dari akhir Perang Dunia I hingga kini, secara praktis semua nitrat organic telah diproduksi dari asam nitrat dari oksidasi ammonia dengan cara ini. Beberapa natrium nitrat masih ditambang secara industri. Hampir semua kalium nitrat, kini digunakan hanya sebagai zat kimia murni, yang diproduksi dari garam kalium dasar dan asam nitrat.

Sejarah Penggunaan Kalium Nitrat

Kalium nitrat menyediakan oksidan dan banyak energi untuk mesiu di abad ke-19, tetapi setelah tahun 1889, senjata ringan dan artileri besar semakin mulai bergantung pada mesiu, bubuk tanpa asap yang diperlukan dalam pembuatan sejumlah besar asam nitrat yang berasal dari nitrat mineral (baik kalium nitrat, atau natrium nitrat semakin meningkat), dan asam sulfat kimia industri dasar.

Propellan ini, seperti semua peledak bernitrat (nitrogliserin, TNT, dst.) menggunakan kedua bagian ion nitrat ini: oksigen memancing pembakaran cepat (energi termal), dan ekspansi nitrogen padat sebelumnya menjadi gas N2 yang menyediakan energi kinetik.

Produksi Kalium Nitrat

Kalium nitrat dapat dibuat dengan menggabungkan ammonium nitrat dan kalium hidroksida.

NH4NO3 (aq) + KOH (aq) → NH3 (g) + KNO3 (aq) + H2O (l)

Satu jalur alternatif produksi kalium nitrat tanpa hasil-samping ammonia ialah untuk menggabungkan ammonium nitrat dan kalium klorida, dengan mudah diperoleh sebagai garam pengganti bebas natrium.

NH4NO3 (aq) + KCl (aq) → NH4Cl (aq) + KNO3 (aq)

Kalium nitrat dapat juga diproduksi dengan menetralkan asam nitrat dengan kalium hidroksida (KOH). Reaksi ini sangat eksotermis.

KOH (aq) + HNO3 → KNO3 (aq) + H2O (l)

Pada skala industri kalium nitrat dibuat melalui reaksi penggantian ganda antara natrium nitrat dan kalium klorida.

NaNO3 (aq) + KCl (aq) → NaCl (aq) + KNO3 (aq)

Sifat-sifat

Kalium nitrat memiliki struktur kristal ortorombik pada suhu kamar, yang mentransformasikan menjadi sistem trigonal pada suhu 129 °C. Pada pemanasan sampai suhu antara 550 dan 790 °C di bawah tekanan atmosfer oksigen, ia melepaskan oksigen dan mencapai suatu kesetimbangan yang bergantung suhu dengan kalium nitrat:

2 KNO3 → 2 KNO2 + O2

Kalium nitrat dapat larut sedang dalam air, tetapi kelarutannya meningkat dengan suhu. Larutan encer hampir netral, menunjukkan pH 6,2 pada 14 °C untuk larutan 10% bubuk komersial. Hal ini tidak terlalu higroskopis, menyerap sekitar 0,03% air dalam 80% kelembaban relatif lebih dari 50 hari. KNO3 tidak larut dalam alkohol dan tidak beracun; KNO3 dapat bereaksi eksplosif dengan bahan pereduksi, tetapi tidak meledak sendiri.

Kegunaan KNO3

Kalium nitrat memiliki beragam kegunaan, secara umum sebagai sumber nitrat.

Pupuk

Kalium nitrat terutama digunakan sebagai pupuk, sebagai sumber nitrogen dan kalium – kedua makronutrien tersebut untuk tanaman. Ketika digunakan dengan sendirinya, ia memiliki tingkat NPK 13-0-44.

Oksidator

Kalium nitrat merupakan pengoksidasi yang efisien, yang menghasilkan nyala berwarna lilac pada pembakaran karena adanya kalium. Ini adalah salah satu dari tiga komponen bubuk hitam, bersama dengan bubuk arang (karbon secara substansial) dan sulfur, yang keduanya bertindak sebagai bahan bakar dalam komposisi ini.

Karena KNO3 digunakan dalam bubuk hitam motor roket, tetapi juga dalam kombinasi dengan bahan bakar lainnya seperti gula sebagai “permen roket”. Garam ion ini juga digunakan dalam kembang api seperti bom asap, yang dibuat dengan campuran sukrosa dan kalium nitrat. KNO3 juga ditambahkan ke rokok untuk mempertahankan bahkan pembakaran tembakau dan digunakan untuk memastikan pembakaran sempurna kertas kartrid untuk topi dan bola revolver.

Pengawet Makanan

Dalam proses pengawetan makanan, kalium nitrat telah menjadi bahan umum dari daging yang diasinkan sejak Abad Pertengahan, tetapi kegunaannya sebagian besar telah dihentikan karena hasil yang tidak konsisten dibandingkan dengan nitrat yang lebih modern dan senyawa nitrat. Meski begitu, sendawa masih digunakan dalam beberapa aplikasi makanan, seperti charcuterie dan air garam digunakan untuk membuat kornet. Natrium nitrat (dan nitrit) sebagian besar telah digantikan. Penggunaan kuliner kalium nitrat, karena mereka lebih dapat diandalkan dalam mencegah infeksi bakteri dengan sendawa. Ketiganya memberikan salami dan daging kornet yang diawetkan karakteristik warna merah jambunya. Ketika digunakan sebagai aditif makanan di Uni Eropa, senyawa ini disebut sebagai E252; ia juga disetujui untuk digunakan sebagai bahan tambahan makanan di Amerika Serikat, Australia dan Selandia Baru (di mana terdaftar di bawah nomor INS 252).

Pembuatan Makanan

Dalam masakan Afrika Barat, kalium nitrat (salt petre) secara luas digunakan sebagai bahan pengental pada sup dan minuman seperti sup Okra dan Isi EWU. KNO3 juga digunakan untuk melunakkan makanan dan mengurangi waktu memasak saat merebus kacang dan daging yang sulit. Salt petre juga merupakan unsur penting dalam membuat bubur khusus seperti kunun kanwa secara harfiah diterjemahkan dari bahasa Hausa sebagai bubur salt petre’.

Farmakologi

Digunakan dalam beberapa pasta gigi untuk gigi sensitif, seperi Sensoden yang salah satu bahan aktifnya senyawa ini. Baru-baru ini, penggunaan kalium nitrat dalam pasta gigi  untuk mengobati gigi sensitif yang meningkat dan kalium nitrat mungkin merupakan pengobatan yang efektif.

Secara historis digunakan untuk mengobati asma. Digunakan dalam beberapa pasta gigi untuk mengurangi gejala asma.

Di Thailand digunakan terutama sebagai bahan dalam Tablet Ginjal untuk mengurangi gejala sistitis, uretritis dan pyelitis.

Melawan tekanan darah tinggi dan seketika digunakan sebagai obat hipertensi.

Kegunaan Lain

  • Elektrolit dalam jelmatan garam.
  • Bahan aktif sistem supresi api aerosol kondensasi. Bila dibakar dengan radikal bebas api menyala, ia menghasilkan kalium karbonat.
  • Komponen (biasanya sekitar 98%) dari beberapa produk tunggul penghilangan pohon. Ia mempercepat dekomposisi alami tunggul dengan menyediakan nitrogen untuk jamur yang menyerang kayu tunggul.
  • Dalam perlakuan panas logam sebagai media suhu bak lelehan garam, biasanya dalam kombinasinya natrium nitrat. Sebuah bak serupa digunakan untuk menghasilkan finishing tahan lama biru/hitam biasanya terlihat pada senjata api. Kualitas oksidasinya, kelarutan dalam air, dan biaya rendah menjadikannya sebagai inhibitor karat jangka pendek yang ideal.
  • Untuk menginduksi pembungaan pohon mangga di Filipina.
  • Media penyimpan panas dalam sistem pembangkit listrik.  Garam natrium dan kalium nitrat disimpan dalam keadaan lelehan dengan energi surya yang dikumpul oleh heliostat pada Gemasolar Thermosolar Plant. Garam terner, dengan penambahan kalsium nitrat atau litium nitrat, telah dijumpai untuk memperbaiki kapasitas penyimpanan panas dalam lelehan garam. ***

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s