NATRIUMNITRAT (NANO3): STRUKTUR, EGENSKABER, ANVENDELSER, RISICI - KEMI - 2025

Den natriumnitrat er en krystallinsk uorganiske faste omfatter en natriumion Na ⁺ og nitrat-ion NR ₃ ^-. Dens kemiske formel er NaNO ₃. I naturen findes det som mineralet nitratin eller nitratit, som findes i overflod i Atacama-ørkenen i Chile, hvorfor dette mineral også kaldes chilenske saltpeter eller caliche.

Natriumnitrat er et ikke-brændbart fast stof, men det kan fremskynde oxidation eller afbrænding af brændbare materialer. Af denne grund er det vidt brugt i fyrværkeri, sprængstoffer, tændstikker, trækulstensten og nogle typer pesticider til at dræbe gnavere og andre små pattedyr.

Nitratin eller nitratit, natriumnitratmineral NaNO ₃. John Sobolewski (JSS). Kilde: Wikimedia Commons.

Evnen til at fremme forbrænding eller antændelse af andre materialer betyder, at det skal håndteres med stor forsigtighed. Hvis det udsættes for flammer eller ild, kan det eksplodere. På trods heraf anvendes NaNO ₃ i fødevareindustrien, da den har konserveringsegenskaber, især i kød og nogle typer oste.

Imidlertid kan dets indtagelse i overskud forårsage sundhedsmæssige problemer, især hos gravide kvinder, babyer og børn. Ved at omdanne til nitritter i fordøjelsessystemet kan det forårsage visse sygdomme.

Kemisk struktur

Rhombohedral enhedscelle af NaNO3. Kilde: Benjah-bmm27

Natriumnitrat består af en natriumkation Na ⁺ og en nitratanion NO ₃ ^-.

Natriumnitrat NaNO ₃. Ccroberts. Kilde: Wikimedia Commons.

I nitratanionen har NO ₃ ^- nitrogen N en valens på +5 og ilt en valens på -2. Af denne grund har nitratanionen en negativ ladning.

Nitrationens Lewis-struktur. Tem5psu. Kilde: Wikimedia Commons.

Anionen NO ₃ ^- har en flad og symmetrisk struktur, hvor de tre oxygener fordeler den negative ladning lige eller ens.

I nitrationet fordeles den negative ladning jævnt mellem de tre oxygenatomer. Benjah-bmm27. Kilde: Wikimedia Commons.

nomenklatur

-Sodiumnitrat

-Sodiumnitrat

-Sodiumsaltpeter (fra det engelske natriumsaltpeter)

-Nitro soda (fra engelsk soda nitre)

-Chile saltpeter

-Nitrat fra Chile

-Nitratin

-Nitratite

-Caliche

Ejendomme

Rhombohedrale krystaller af natriumnitrat opnået fra en overmættet opløsning deraf. Kilde: Vadim Sedov

Fysisk tilstand

Farveløse til hvide faste, trigonale eller rhombohedrale krystaller.

Molekylær vægt

84,995 g / mol

Smeltepunkt

308 ºC

Kogepunkt

380 ° C (nedbrydes).

Massefylde

2,257 g / cm ³ ved 20 ° C

Opløselighed

Opløselig i vand: 91,2 g / 100 g vand ved 25 ° C eller 1 g i 1,1 ml vand. Lidt opløselig i ethanol og methanol.

pH

Natriumnitratopløsninger er neutrale, det vil sige hverken sure eller basiske, derfor er deres pH 7.

Andre egenskaber

Det er et hygroskopisk fast stof, det vil sige absorberer vand fra miljøet.

Fast NaNO _3- natriumnitrat. Ondřej Mangl. Kilde: Wikimedia Commons.

Dens opløsning i vand gør opløsningen kølig, så det siges, at denne opløsningsproces er endotermisk, med andre ord, når den opløses, absorberer den varme fra miljøet, og det er derfor, opløsningen afkøles.

Ved meget lav natriumnitrat er opløseligt i flydende ammoniak NH ₃, danner NaNO ₃ · 4NH ₃ under -42 ° C.

NaNO ₃ er ikke brændbar, men dens tilstedeværelse fremskynder forbrændingen af ​​materialer eller forbindelser, der er. Dette skyldes, at når det opvarmes, producerer det ilt O ₂ blandt andre gasser.

Indhentning

Det opnås hovedsageligt ved ekstraktion fra mineralforekomster eller saltpeterminer i Chile (caliche eller nitratit). Til dette formål saltvand anvendes og derefter krystallisation og omkrystallisation er udført for at opnå renere NaNO ₃ krystaller.

Disse miner findes hovedsageligt i Sydamerika i det nordlige Chile i Atacama-ørkenen. Der er det forbundet med kaliumnitrat KNO ₃ og nedbrydning af organisk stof.

Placering af Atacama-ørkenen i det nordlige Chile, hvor der er vigtige aflejringer af natriumnitrat. INC. Kilde: Wikimedia Commons.

Det kan også opnås ved omsætning af salpetersyre med natriumcarbonat Na ₂ CO ₃ eller med natriumhydroxid NaOH:

2 HNO ₃ + Na ₂ CO ₃ → 2 NaNO ₃ + CO ₂ ↑ + H ₂ O

Tilstedeværelse i den menneskelige organisme

Natriumnitrat kan komme ind i den menneskelige krop gennem mad og drikkevand, der indeholder det.

60-80% af indtaget nitrat kommer fra frugt og grønsager. En anden kilde er spekemat. Det bruges af kødindustrien til at forhindre mikrobiel vækst og til at bevare farve.

Imidlertid kommer en høj andel af nitrat, der er til stede i den menneskelige krop, fra dens endogene syntese eller på grund af processer i kroppen.

Applikationer

I fødevareindustrien

Det bruges som konserveringsmiddel i fødevarer, som et hærdningsmiddel til syltede kød og som et farvestof til middel til kød. Mad der kan indeholde det er bacon, pølser, skinke og nogle oste.

Hærdede kød, der sandsynligvis indeholder natriumnitrat. Forfatter: Falco. Kilde: Pixabay.

I gødning

Natriumnitrat bruges i gødningsblandinger til at befrugte tobak, bomuld og vegetabilske afgrøder.

Traktor befrugter en plantage. Forfatter: Franck Barske. Kilde: Pixabay.

Som promotor eller promotor af forbrænding eller eksplosion

NaNO ₃ anvendes som et oxidant i mange anvendelser. Det er et fast stof rig på ilt, der letter antændelsesprocessen ved at producere O ₂.

Tilstedeværelsen af ​​NaNO ₃ betyder, at materialer ikke kræver ilt fra eksterne kilder for at antænde, da det forsyner nok O ₂ til selv at opretholde de eksoterme (varmegenererende) reaktioner, der opstår under antændelse eller eksplosion.

Det har længe været brugt som det vigtigste oxidant i pyrotekniske materialer (fyrværkeri), som en oxiderende komponent i sprængstoffer og detonation eller sprængningsmidler og som et drivmiddel.

Fyrværkeri. I dens sammensætning er der natriumnitrat NaNO ₃. Forfatter: WearingPlaid. Kilde: Pixabay.

Det bruges også til at forbedre forbrændingen af ​​trækulsten (briketter), til at fremme antændelsen af ​​tændstikker og endda til at forbedre de brændbare egenskaber ved tobak.

For at fjerne gnavere og andre pattedyr

Det bruges til en speciel type pesticid. Kompositionerne, der indeholder det, er pyrotekniske desinfektionsmidler, der sættes og tændes i huller og frigiver dødelige doser af giftige gasser.

Af denne grund bruges det til kontrol af forskellige gnavere, marmoter, coyoter og skunks i åbne marker, græsarealer, ukultiverede områder, græsplæner og golfbaner.

Ved fremstilling af andre forbindelser

Det anvendes i fremstillingen af salpetersyre HNO ₃, natriumnitrit NaNO ₂, og fungerer også som en katalysator ved fremstilling af svovlsyre H ₂ SO ₄.

Det anvendes til fremstilling af lattergas N ₂ O og som et oxidationsmiddel til fremstilling af farmaceutiske forbindelser.

I udvinding af metaller fra elektronisk affald

Visse forskere fandt, at NaNO ₃ letter den ikke-forurenende ekstraktion af metaller indeholdt i affald fra elektronisk udstyr (mobiltelefoner, tablets, computere osv.).

Nyttige metaller, der kan ekstraheres fra komponenterne i dette elektroniske udstyr er nikkel Ni, kobolt Co, mangan Mn, zink Zn, kobber Cu og aluminium Al.

Ekstraktionen udføres under anvendelse af kun en nano ₃ opløsning og en polymer. Og der opnås et udbytte på 60%.

På denne måde kan elektronisk affald genanvendes, hvilket bidrager til minimering af affald og en stabil genanvendelse af ressourcer.

I sundheds- og træningsundersøgelser

Ifølge nogle undersøgelser har indtagelse af NaNO _3- kosttilskud eller fødevarer, der indeholder det, naturligtvis positive effekter på helbredet. Nogle af de fødevarer, der er rige på nitrater, er roer, spinat og ruccola.

Effekterne inkluderer forbedring af det kardiovaskulære system, sænkning af blodtrykket, forbedring af blodgennemstrømningen og forøgelse af mængden af ​​ilt i væv, der fysisk træner.

Dette indikerer, at brugen af ​​NaNO ₃ kan betragtes som et billigt medicin til forebyggelse og behandling af patienter med blodtryksproblemer.

Derudover kan det tjene som en effektiv og naturlig hjælp til at øge muskelkraften hos atleter.

I forskellige anvendelser

Reklameplakat fra det 20. århundrede, der tilskynder til at befrugte jorden med nitrat fra Chile. David Perez. Kilde: Wikimedia Commons.

Det bruges som et oxidant og et flydende middel til fremstilling af glas og keramiske glasurer. Det bruges også i specielle cement.

Det tjener som et kemisk middel til genvinding af tin fra skrotmetal, i latexkoagulering, i nukleare industrien og til kontrol af korrosion i vandige systemer.

Risici

Farer ved håndtering

Det har egenskaben at fremskynde forbrændingen af ​​brændbare materialer. Hvis du er involveret i en brand, kan der opstå en eksplosion.

Når det udsættes for varme eller ild i længere perioder, kan det eksplodere og producere giftige nitrogenoxider.

Problemer relateret til dets indtagelse med mad eller vand

Nitrat ved indtagelse kan blive nitrit både i munden og i maven og tarmen.

Nitrit kan reagere med aminer, der findes i nogle fødevarer, til nitrosaminer i et surt miljø, såsom i maven. Nitrosaminer er kræftfremkaldende.

Dette forekommer dog ikke, når frugter og grøntsager, der indeholder nitrater, spises naturligt.

Ifølge nogle undersøgelser kan tilstedeværelsen af ​​høje niveauer af nitrat producere en blodsygdom, der gør, at ilt ikke kan frigives effektivt i vævene.

Dette kan forekomme hos babyer, hvis mælkeformel er fremstillet af brøndvand, der indeholder nitrater.

Det er også blevet observeret, at høje niveauer af nitrat kan forårsage problemer i drægtighed af babyer, hvilket kan forårsage spontane aborter, for tidlige fødsler eller defekter i nervens rør i fosteret.

For nylig har det vist sig, at natriumnitrat kan udgøre en risiko for udviklingen af ​​muskuloskeletalsystemet, og nervemuskelkommunikation er nedsat hos mennesker.

Natriumnitrat i mad

Natriumnitrat findes som et tilsætningsstof i bacon og andre kødprodukter. Kilde: cookbookman17 via Flickr (https://www.flickr.com/photos//6175755733)

Natriumnitrat er synonymt med kød, fordi de sammen med nitrit tilsættes dem for at bevare dem og forbedre deres udseende og smag. Som et resultat har det for store forbrug af kød (hotdogs, bacon, skinke, røget fisk osv.) Været involveret i den forstyrrende forbindelse mellem kræftformer i fordøjelsessystemet.

Selvom forholdet mellem kød behandlet med nitrat-nitritsalte og kræft ikke er absolut, anbefales det at moderere dit indtag.

På den anden side er grøntsager (gulerødder, rødbeder, radiser, salater, spinat osv.) Rige på NaNO _3, da de har absorberet det fra dyrkningsjordene på grund af dets gødskende virkning. Indtagelse af disse grøntsager, i modsætning til indtagelse af kødprodukter, er ikke knyttet til de førnævnte sygdomme.

Dette skyldes to grunde: forskellen i proteinniveauet i sådanne fødevarer og den måde, de koges på. Når kød stegt eller opvarmes på en flamme, fremmes reaktionen mellem nitrater-nitriter med visse grupper af aminosyrer, hvilket producerer nitrosoaminer: de rigtige kræftfremkaldende stoffer.

Indholdet af C-vitamin, fiber og polyfenoler i grøntsager reducerer dannelsen af ​​disse nitrosoaminer. Derfor er NaNO ₃ alene ikke en trussel mod mad.

Referencer

1. US National Library of Medicine. (2019). Natriumnitrat. Gendannes fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ullmanns encyklopædi for industriel kemi. (1990). Femte udgave. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
3. Pouretedal, HR og Ravanbod, M. (2015). Kinetisk undersøgelse af pyroteknisk Mg / NaNO ₃ ved anvendelse af ikke-isoterm TG / DSC-teknik. J Therm Anal Calorim (2015) 119: 2281-2288. Gendannes fra link.springer.com.
4. Jarosz, J. et al. (2016). Natriumnitrat mindsker aggrininduceret acetylcholinreceptorklyngering. BMC Pharmacology and Toxicology (2016) 17:20. Gendannes fra bmcpharmacoltoxicol.biomedcentral.com.
5. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avanceret uorganisk kemi. Fjerde udgave. John Wiley & sønner.
6. Prival, MJ (2003). Kræft. Kræftfremkaldende stoffer i fødekæden. I Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (Anden udgave). Gendannes fra sciencedirect.com.
7. Zakhodyaeva, YA et al. (2019). Kompleks ekstraktion af metaller i et vandigt totrinssystem baseret på poly (ethylenoxid) 1500 og natriumnitrat. Molekyler 2019, 24, 4078. Gendannes fra mdpi.com.
8. Clements, WT et al. (2014). Nitratindtagelse: En gennemgang af virkningerne på sundhed og fysisk ydeevne. Ernæringsstoffer 2014, 6, 5224-5264. Gendannes fra mdpi.com.