Nitrato di sodio: proprietà, sintesi, usi

Il nitrato di sodio NaNO₃ è noto come nitro del Cile per la sua presenza nel deserto di Atacama situato in America meridionale che si estende dal Perù meridionale al Cile settentrionale.

In Europa la prima spedizione del nitrato di sodio arrivò in Inghilterra intorno al 1820 ma non trovò acquirenti e scaricata in mare per evitare pedaggi doganali. Solo con il tempo l’estrazione del salnitro sudamericano divenne un’attività redditizia per il suo utilizzo come fertilizzante azotato in cui l’azoto è fornito da nitrati, nitriti, ammoniaca o ammonio. Lo ione nitrato è il più utilizzato in quanto è il tipo dotato di maggiore mobilità.

Per più di un secolo, la fornitura mondiale del composto proveniva dal deserto di Atacama fino a quando, all’inizio del XX secolo, i chimici tedeschi Fritz Haber e Carl Bosch svilupparono un processo per la produzione di ammoniaca su scala industriale. La Germania iniziò a convertire l’ammoniaca ottenuta da questo processo in un salnitro sintetico e utilizzato anche nella produzione della polvere da sparo e di altre munizioni.

La polvere da sparo è un miscuglio di vari composti di cui fanno parte carbonio da carbone vegetale, zolfo e nitrato di potassio noto come saltpeter e anticamente chiamato sale cinese o neve cinese presente in natura nel guano di pipistrello o nitrato di sodio. La funzione del nitrato di potassio è quella di fornire ossigeno nel corso della reazione favorendo la combustione.

Il carbone era ottenuto riscaldando il legno o altri materiali animali e vegetali in carenza o assenza di ossigeno per rimuovere tutta l’acqua e i costituenti volatili tramite un processo che è attualmente noto come pirolisi. Lo zolfo, funge da combustibile e, al contempo, abbassa la temperatura di accensione della miscela, aumentando così la velocità di combustione.

Proprietà

Il nitrato di sodio è un solido cristallino bianco che può avere un reticolo romboedrico o trigonale. È una sostanza non combustibile ma accelera le reazioni di combustione. L’utilizzo di nitrato di sodio in grandi quantità nel corso di un incendio può dar luogo a un’esplosione producendo ossidi di azoto tossici.

Per riscaldamento si decompone in nitrito di sodio e ossigeno:
2 NaNO₃ → 2 NaNO₂ + O₂

Alla temperatura di 800°C si decompone dando luogo alla formazione di azoto, ossigeno e ossido di sodio:
4 NaNO₃ → 2 N₂ + 5 O₂ + 2 Na₂O

È una specie igroscopica, solubile in acqua e la sua solubilità è influenzata dalla temperatura. Infatti a 0°C ha una solubilità di 73 g/100 mL ma a 100°C ha una solubilità di 180 g/100 mL.

Inoltre è solubile in ammoniaca, idrazina, etanolo e metanolo mentre è scarsamente solubile in piridina e acetone

Sintesi

Può essere ottenuto attraverso diverse vie sintetiche facendo reagire l’acido nitrico con il carbonato di sodio ottenendo nitrato di sodio e acido carbonico. Quest’ultimo si decompone poi in biossido di carbonio e acqua:
2 HNO₃ + Na₂CO₃ → 2 NaNO₃ + CO₂ + H₂O

Secondo un’altra via sintetica si fa reagire il nitrato di alluminio con idrossido di sodio con formazione di nitrato di sodio e idrossido di alluminio.
Al(NO₃)₃ + 3 NaOH → 3 NaNO₃ + Al(OH)₃

L’idrossido di alluminio precipita in forma gelatinosa e in soluzione rimangono gli ioni costituenti il sale.

Usi

Il nitrato di sodio insieme al nitrito di sodio è un conservante comune utilizzato nei prodotti a base di carne stagionata

Trova utilizzo per ottenere nitrato di potassio, fertilizzanti, esplosivi, nella produzione di esplosivi, vetri ad alta resistenza, come materia prima per la produzione di acido nitrico nonché per l’incisione dei metalli e per la purificazione e l’estrazione dell’oro