T. AWS

 

A nátrium-nitrát (NAN) gyártása

 

A gyártás alapja az 2NH4NO3 + Na2CO3 =2NaNO3 + (NH4)2CO3 cserebomlásos reakció.

A nátrium-karbonát (mosószóda) megvehető bármelyik háztartási boltban. Szerencsésebb, ha kalcinált (izzított, vízmentes) választunk, mert forgalomban van a dekahidrátja is, de ez sok kristályvizet tartalmaz. Bár adott esetben ez is használható, figyelembe véve a kristályvíz tartalmát. Sőt a szódabikarbóna (nátrium-hidrogénkarbonát) is alkalmas. Ez utóbbi lehet szükségmegoldás, bár kb. 5-ször drágábban jön ki a gyártás, mint mosószódából. Ha más forrás nem akad, akkor szódabikarbónát többnyire lehet kapni az Auchan áruházban, kilós kiszerelésben a mosó és tisztítószerek környékén.

A tisztított AN-t és a szódát hideg vízben feloldjuk egymás után, tetszőleges sorrendben. Bár célszerű először a szódát oldani, mert az oldódása kissé exoterm, ezért könnyen feloldódik. Az AN oldódása erősen endoterm, ezért az oldat lehűl valamennyire. A szódapor könnyen szálló anyag, ezért akit zavar az dolgozzon a bármelyik festékboltban kapható papír porvédő maszkban, mert esetleg irritálhatja a nyálkahártyáját. Aki nagyon komolyan veszi, az tehet fel védőszemüveget is, mert vannak akik kellemetlennek találhatják. Megjegyzem, a mosószóda (mint a neve is mutatja) kiválóan alkalmas konyhai mosogatásra mint segédanyag. Csak azok nyafognak az ilyen anyagoktól, akik inkább a mosogatástól, mint feladattól igyekeznek távol maradni. Én is használom mint áztatóport és biztosíthatok mindenkit, nincs szükség vegyvédelmi felszerelésre a használatához. 

 

Természetesen előre ki kell számolni a mennyiségeket és a víz szükségletet. Egy lehetőség:

945 g tisztított, száraz AN 

624 g vízmentes nátrium-karbonát

5 liter csapvíz

 

Alapanyagként a már tisztított AN-t használjuk, ne a zsákos nyersanyagot. Azért, mert így a végtermék is megfelelő lesz, azt már nem kell tisztítani semmi módon. A bolti mosószóda is minden további hercehurca nélkül közvetlenül használható. A végeredmény így kb. 1 kg fehér, kristályos anyag lesz. Ez sok kísérlethez elegendő.

A víz lényegesen több, mint amennyire a feloldáshoz feltétlenül szükséges (tehát elég nagy lábasra lesz szükség), azonban a reakció meglehetősen lassú. És mivel folyamatosan enyhe forrásban kell tartani, ezért párolog. Ha gyakran kellene pótolni az elpárolgó vizet, akkor az mindig visszahűtené az oldatot. Hasonlít a helyzet a marhapörkölt főzéséhez. Egy léből kell feltenni, mert az időnként hozzáöntött hideg víz miatt sokkal lassabban készül el. Természetesen ha nagyon elfogyna pótolni kell.

A folyamat kivitelezése a szabadban történik. Huzatos helyen, elektromos rezsón kis intenzitással forraljuk. Nem kell nagyon buborékolnia, mert a reakció amúgy sem pillanatszerű (eltart reggeltől estig), hanem egyensúlyi. Az egyensúlyt az a tény tolja el a NAN képződés irányában, hogy az ammónium-karbonát nem stabil vegyület és a bomlástermékei gáz halmazállapotúak, amelyek eltávoznak. Tehát a cserebomlás során képződő (NH4)2CO3 felbomlik ammóniára és szén-dioxidra. Az előbbi igen kellemetlen, állott vizelet szagú gáz, tehát mindenképpen szabad térben, mások idegesítése nélkül kell végezni a munkát. Úgy kell megválasztani a gyártás időpontját, hogy a szél ne mások irányába vigye a szagot. Ebből is kitűnik, hogy ez az elfoglaltság egy városi lakótelep paneltömbjének sokadik emeletén kivitelkezhetetlen. Aki megpróbálná, az percek alatt magára haragítaná a szomszédokat az átható ammóniaszag miatt. Az ilyesmit egy családi ház kertjében kell intézni, de mindenképpen a szabadban. Az edényre fedőt kell tenni, mert az csökkenti a veszteséget, ritkábban kell a vizet pótolni és nem pattog ki az oldat (ez lenne a veszteség), összeretkelve a környezetét. Valószínűleg így is lesz takarítani való. Arra azonban ügyelni kell, hogy az oldat ne fusson ki, ezért ha mégis erősen forrna, de nem lehet a fűtést már lejjebb venni, akkor kicsit húzzuk és billentsük el a fedőt, de úgy, hogy a kondenzálódó víz, visszacsepegjen az oldatba. Erre a célra a legjobb, egy másra már nem használt fakanál, amivel a fedőt stabilan meg lehet támasztani. Időnként ellenőrizni kell a folyamatot, de nem kell mellette vigyázzba állni. Ha beállt a csendes forrás, úgy elegendő időnként ránézni és ellenőrizni a folyamatot. Óvatosan, a gőzt kézzel magunk felé legyezgetve kell megállapítani, hogy ammóniaszagú e. Addig kell végezni a forralást, amíg gyakorlatilag szagtalan lesz. Ha nagyon elfogyna a víz, azt pótolni kell. Kis mennyiségű mintát kivéve ellenőrizhető a pH. Ha lúgos, akkor még szabad karbonát, esetleg ammónia van jelen. Ha savas, akkor még nem reagált el az összes AN. Hiába volt pontos az anyagok bemérése. Néhány százalék eltérés mindig lehet, mert ezek nem kémiailag tiszta anyagok. Pl. a víztartalmuk sem pontosan ismert, ez is okozhat eltérést. Pl. a kalcináltnak mondott szóda, mindig tartalmaz valamennyi kristályvizet és a szárított AN sem feltétlenül full vízmentes.

Mivel a nátrium-nitrát semleges kémhatású, akkor optimális a helyzet, ha a pH 7-8 között van. Ezt ritkán sikerül pontosan elérni elsőre. Nem követünk el hibát, ha a pH-t 6-7 között hagyjuk (enyhén savas). Ez néhány százalék szabad AN-t jelent. Inkább ebből maradjon, mint a nátrium-karbonátból.

Ha nincs pH mérőnk vagy lakmusz papírunk, akkor ne foglalkozzunk ezzel, de a kiindulási anyagok lemérését végezzük pontosan! Ha erre odafigyelünk, akkor nem követünk el nagy hibát, de az oldatnak mindenképpen ammóniamentesnek kell lennie a gyártás végére. Ha nagyon precízek akarunk lenni, akkor a nagyobb áruházakban kapható kerti medencéhez pH mérő cucc, amely pont a számunkra érdekes tartományban mér. Ha a közel semleges (más mérés híján ammónia mentes) állapotot sikerül elérni, akkor az oldatot lassú forralással bepárolhatjuk, egészen addig, amíg amíg már forrón is kristályok tömege válik ki. Ekkor hagyjuk kihűlni. Előfordulhat, hogy mire kihűl, az egész kristályos tömeggé dermed. Akkor mindenképpen álljunk le, amikor már sűrű, fehér zagyot kapunk. Ekkor kicsit hagyjuk hűlni és szedjük ki fémtepsibe kanállal. Kihűlés után műanyagtálcára morzsolva (lehet diódarálóval is ha nagyon megkeményedett és kézzel nem megy), mehet a szekrény tetejére vagy 3 hétre, majd a szárító kamrába. A nátrium-nitrát szintén nedvszívó, de nem annyira mint az AN. Aki ezt a gyártást körülményesnek tartja, készítse készen kapható kálium-nitráttal+AN-el az üzemanyagot, habár ebben az esetben kisebb lesz a fajlagos impulzusa és nem is fejt ki annyira hatásos fázisstabilizálást mint az NAN.

Én türelmes vagyok, tehát az ismertetett metodikát követem. Előfordulhat, hogy a kereskedelemben kapható nátrium-nitrát készen is, műtrágya céljára. Abban az esetben nem kell végig kínlódni a gyártását. Bár ez az eset ritkán fordul elő, mert Magyarországon a nátrium-nitrátot, mint műtrágyát csak elenyésző mennyiségben használják. E nélkül is eléggé szikesek a földek, nem kell ráhordani több nátriumsót, amelyből végül úgy is nátrium-karbonát (sziksó) lesz a természetben. A gyártás, amelyet közzétettem eléggé részletes, de mindenre nem áll módomban kitérni, mert a mások által kivitelezett gyártás körülményeit nem ismerhetem és a körülmények mindig hatással vannak a folyamatra. Foglalkozni kell ezzel és majd kialakul. De csak akkor szabad hozzákezdeni ha az illető érti a kémiáját és tisztában van a fogalmakkal és körültekintően biztosított minden feltételt. Azért már sejthető, hogy ez a türelmes emberek elfoglaltsága.

 

Spike