硝酸鉀（英文名稱：Potassium nitrate，）是一種無機化合物，俗稱硝石，化學式為KNO3。是常用的氮鉀復合肥，摩爾質量為101.103 g/mol，密度為2.1 g/cm3。常溫下為白色顆粒狀或結晶狀粉末，無臭有毒，有鹽水刺激性味道，具有弱吸濕性，易溶于水，能溶于液氨和丙三醇，微溶于酒精，不溶于乙醇。硝酸鉀是很強的氧化劑，高溫下受熱會分解產生亞硝酸鉀和氧氣，與熱源、還原劑接觸有燃燒爆炸的危險。硝酸鉀以硝石形式存在于自然界中，工業上制備硝酸鉀的方法有復分解法、硝酸法和吸收法。在硝酸鹽中，硝酸鉀具有較強的毒性。
硝酸鉀在醫學領域可用于牙膏中，是一種脫敏劑，還可以作為動物的鹽類利尿劑；在工業領域最原始的用途是制造黑色火藥，還可以用于機械熱處理中；在農業領域是優質的鉀肥；在食品領域能夠充當發色劑、抗微生物劑、防腐劑等。還能夠作為太陽能光熱發電的蓄熱儲能材料。
相關歷史
中國古代勞動人民在腌制肉類食品時就使用了硝石（硝酸鉀），這一處理的應用，對肉制品的生產發展起了一定的作用。硝酸鉀與來自海水里的鹽不同，它是由風化產物在穴壁或潮濕墻壁下部結殼而形成的一種鹽。早在遠古時代，人們便注意到它的存在，公元前3世紀蘇美爾人的碑文中便有關于它的記載。7世紀，中國就有用焰硝（硝酸鉀）、硫和木炭做發射藥。在中世紀時期，冷卻食物是通過在水中加入某種化學物質如硝酸鈉或硝酸鉀，而使溫度降低，1550年記載的冷卻酒就是通過這種方法制作的，這就是制冷工藝的起源。
在1914-1918年世界大戰期間，德國無法從智利進口硝石，因此只能尋找其他方法合成硝酸鉀，德國化學家威廉·奧斯特瓦爾德（Ostwald）和其他有關專家一起，成功地在鉑催化條件下用氫氣和氮氣為原料合成氨，并通過氨氧化法制取了硝酸，然后再以硝酸和氯化鉀反應制得硝酸鉀，從而結束了德國進口智利硝石的歷史。
在自然界中沒有儲量大的硝酸鉀礦，早在中世紀，中國就已從含硝堆肥中獲得硝酸鉀以制造黑色火藥。在19世紀60年代以前，用硝酸鈉（智利硝石）等與氯化鉀復分解反應來制取硝酸鉀。因產品價格較高，主要應用于工業。在60年代以后硝酸與氯化鉀反應生產硝酸鉀的直接法流程開發成功，美國西南鉀堿公司于1963年投產，以色列IMI于1969年投產。到了80年代智利SQM廠 (Sociedad QuimicaY Minera De Chile SA，智利化工、礦業公司）以智利硝石生產硝酸鉀，改進了生產工藝，降低了成本，1990年SQM廠年產硝酸鉀180 kt。
理化性質
物理性質
硝酸鉀常溫下為白色顆粒狀或結晶狀粉末，無臭有毒，有鹽水刺激性味道，具有弱吸濕性，摩爾質量為101.103 g/摩爾，在標準大氣壓下沸點為400 ℃，熔點為333~334 ℃，在常溫下密度為2.1 g/cm3。硝酸鉀易溶于水并且在水中的溶解度隨溫度升高而增加（在20 ℃時的溶解度為31.6 g/100 g；在80 ℃時的溶解度為246.0 g/100 g），能溶于液氮和丙三醇，微溶于酒精，不溶于乙醇。
化學性質
硝酸鉀是很強的氧化劑，高溫下受熱會分解產生亞硝酸鉀和氧氣，與熱源、還原劑接觸有燃燒爆炸的危險。
氧化還原反應
硝酸鉀是強氧化劑。黑火藥反應（“一硝二硫三木炭”）就是利用了硝酸鉀的強氧化性，該反應中硫和硝酸鉀都是氧化劑，反應過程會放出大量的熱，熱量使反應產物氣體體積膨脹到比原來固體體積大一千倍以上，最終產生爆炸。反應方程式如下：
在中性條件下，硫酸亞鐵和硝酸鉀不反應，但在酸性條件下，兩者能夠反應：
分解反應
硝酸鉀在低溫下穩定，不過高溫下受熱會分解產生亞硝酸鉀和氧氣，極其危險，硝酸鉀的分解反應如下所示：
應用領域
醫學領域
硝酸鉀在醫學領域可用于治療牙齒敏感，是一種比較好的脫敏劑。硝酸鉀多被用于動物（豬、牛和馬）的利尿劑，服用硝酸鉀后，一部分以鉀離子和硝酸根離子的形式進入血液，鉀離子與水結合后經過腎小球并不被其吸收，而是被排除體外，即產生利尿效應。可以用于生產芐青霉素鉀鹽，利福平和利尿、發汗、清涼的藥劑。
工業領域
工業硝酸鉀最原始的用途就是制造黑色火藥，它是由硝酸鉀、木炭和硫組成的機械混合物。硝酸鉀是氧化劑，木炭是可燃劑，硫既是可燃劑，又能使碳與硝酸鉀只進行生成二氧化碳的反應，阻礙一氧化碳的生成，改善黑火藥的點火性能，而且還起到碳和硝酸鉀間的粘合劑作用，有利于黑火藥的造粒。例如制作礦山火藥、引火線、爆竹等。硝酸銀還能夠在機械熱處理中作火的鹽浴、制造瓷釉彩藥、制作汽車燈玻璃殼、作為玻璃澄清劑等。
農業領域
硝酸鉀中的鉀（K）元素和氮（N）元素是很重要的作物營養元素。鉀能提高植物光合作用強度，增強植物的抗病能力。氮參與作物的植物激素合成、葉面積擴大和碳氮代謝等生命過程。如果缺乏氮元素或供給不足會導致作物葉片從而導致作物產量和質量降低。
硝酸鉀中的鉀離子和硝酸根離子能被植物良好吸收，施用之后不會引起土壤酸化鹽化，可以作農作物和花卉的氮鉀二元高濃度復合肥料，效果顯著。它的作用主要有：為作物提供氮、鉀元素，促進植物對鎂、鈣、鉀的吸收，提高作物產量和品質等，例如，在小麥開花期葉面噴施硝酸鉀，能提高小麥的產量和面粉品質。
食品領域
硝酸鉀在食品領域能夠充當發色劑、抗微生物劑、防腐劑等。比如將硝酸鉀應用于肉類加工，在腌肉、午餐肉中起到防腐作用。在肉食制品中（火腿和香腸等）作為發色劑使用的時候，大多與亞硝酸鈉合用。其使用量根據制品種類和制造者配方而不一樣，但一般為0.3%的濃度。硝酸鉀護色和抑菌的原理是，硝酸鉀在肉制品中會由于細菌作用而還原成亞硝酸鉀。
太陽能光熱發電
太陽能光熱發電，也叫聚焦型太陽能光熱發電，是指通過大量反射鏡，將分散的太陽光以聚焦的方式聚集起來，加熱工質，以產生高溫高壓蒸汽，推動汽輪機發電。熔融鹽材料具有高溫下穩定、導電性好、能夠溶解不同材料的優點，能夠作為太陽能光熱發電的蓄熱儲能材料。硝酸鉀在二元混合硝酸熔鹽（NaNO?和KNO?）中能起到抗揮發的作用。
自然來源
硝酸鉀以硝石形式存在于自然界中，產于印度、埃及和孟加拉等地。大部分伴有其它的硝酸鹽，尤其是硝酸鈣的產出。印度的孟加拉、孟買和斯里蘭卡生產硝石。玻利維亞，智利和秘魯等國家大量生產硝酸鈉，被稱之為智利硝石。在中國新疆境內，有形成小型的雜硝石礦床。它是由復雜的細菌作用和化學過程而生成的。其生成條件要求有含氨有機化合物分解生成物存在，且必須是堿性土壤，并與大量的空氣和水分相接觸。另外，硝酸鹽在自然界,尤其在植物體內有廣泛地分布，其在不同植物中的含量分別為：菠萊3000~4000 ppm，青蘿卜 2000~3000 ppm，胡蘿卜、黃瓜和卷心菜 100~400 ppm，馬鈴薯60 ppm不等。根據其植物種類和土壤性質不同而其含量稍有差異。
制備方法
復分解法
氯化鉀與硝酸鈉或硝酸銨發生復分解反應，生成硝酸鉀。工業上生產硝酸鉀主要以氯化鉀與硝酸鈉反應為主。
硝酸法
硝酸與氯化鉀在較低的溫度下，直接生成硝酸鉀。
若反應溫度較高，會發生副反應：
吸收法
氫氧化鉀（或碳酸鉀）吸收硝酸生產中的尾氣，經加硝酸處理后得到硝酸鉀。
分子結構
硝酸鉀是多鍵型化合物，不僅有帶極性的N-O共價鍵，還有金屬鉀離子和硝酸根離子之間的離子鍵。
硝酸鉀晶體結構在室溫下屬于正交晶系，又稱斜方晶系，屬低極晶族，外觀為針狀、粒狀或毛發狀的集合體。三結晶軸均不等長，互相垂直，即其晶胞參數具有a≠b≠c，α=β=y=90°的特征。其中硝酸根陰離子的幾何形狀是一個平面三角形，氧原子在三角形的頂點，每個氧原子帶負電荷，氮位于三角形中心，帶正電荷。硝酸鉀的拉曼光譜特征峰在1055 cm?1和722 cm?1左右。
安全事宜
毒性
毒性：大鼠經口LD50為3.2 g/kg。FAO（聯合國糧食及農業組織）和WHO（世界衛生組織）1994年規定，ADI值為0~5 mg/kg（以硝酸鈉計的硝酸鹽總量），在硝酸鹽中，硝酸鉀的毒性較強，此外其所含的鉀離子對人體心臟有影響。
健康危害
如果吸入硝酸鉀粉末，會引發咳嗽、呼吸急促和喉嚨痛等癥狀，吸入過高濃度的硝酸鉀粉末會引起肺部疾病。
如果攝入硝酸鉀，可能引起腸胃不適，引發惡心、腹痛、呼吸困難、精神錯亂嘔吐和腹瀉等癥狀。大量攝入可能致死，成年人的硝酸鉀致死劑量為54 mg/kg~462 mg/kg。需要在醫生指導下使用。
如果皮膚接觸硝酸鉀，可能導致皮膚發紅、瘙癢、疼痛、干燥和皮疹，甚至灼傷皮膚，大量接觸可能引起高鐵血紅蛋白血癥。硝酸鹽的主要急性毒性作用是導致高鐵血紅蛋白血癥，在這種情況下，體內超過 10% 的血紅蛋白轉化為高鐵血紅蛋白。當這種轉化超過 70% 時，可能會導致死亡。
急救措施
當不慎吸入硝酸鉀，需要立即將人移至空氣清新處休息。轉診就醫。若皮膚接觸硝酸鉀，需立即脫掉被污染的衣服。沖洗，然后用水和肥皂清洗皮膚。食入硝酸鉀需立即漱口，然后轉診就醫。
防護措施
在操作時，要密閉操作，加強通風，通風系統優選局部排氣通風，以使員工的暴露程度盡可能低，局部排氣通風還可以防止硝酸鉀分散到其他工作區域。操作人員不得佩戴隱形眼鏡，必須穿聚乙烯防毒服，戴氯丁橡膠手套。硝酸鉀車間應該遠離可燃物、火種和熱源，在工作場所不能吸煙、吃東西以及喝水，離開工作場所要脫掉與硝酸鉀接觸的衣物。
消防措施
硝酸鉀自身在常溫下不可燃燒，但它是一種強的氧化劑，在高溫受熱下會釋放出氧氣，因此與還原劑、有機物或可燃物接觸會引發燃燒甚至爆炸，遇到可燃物著火時還會助長火勢。硝酸鉀受熱分解還會產生有毒的氮氧化合物。
消防人員必須佩戴防毒面具、穿全套消防服，在上風向滅火。需持續噴水直至火場容器冷卻，切勿將水流直接射至燃燒物，以避免引起嚴重的流淌火災或者引起火星劇烈的沸濺。
應急處理
如果出現硝酸鉀固體粉末少量傾灑的情況，要立即使用工具將傾灑的硝酸鉀收集到專用的容器中，然后把容器轉移出傾灑區。
如果出現硝酸鉀液體少量溢出的情況，要立即使用蛭石砂或沙子來吸收產品，并將吸收后的混合物收集到密閉容器。
如果出現硝酸鉀液體大量溢出的情況，要立即筑堤進行處理。
貯存注意事項
硝酸鉀是強氧化劑，因此在貯存和運輸時要遠離火種、熱源、還原劑、可燃物和活性金屬粉末。貯存于陰涼干燥處，并且保持良好的通風條件，貯存溫度不超過30 ℃，相對濕度不超過80 %，避免產生粉塵以及硝酸鉀結塊。倒空的容器可能殘留硝酸鉀，因此要妥善處理。
參考資料 >
PubChem COMPOUND SUMMARY:Potassium nitrate.ncbi.2023-04-01
WHO、FAO、OIE等國際組織介紹.中國政府網.2023-08-11