НАТРИЕВ НИТРАТ (NANO3): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИЛОЖЕНИЯ, РИСКОВЕ - ХИМИЯ - 2025

На натриев нитрат е кристален неорганични твърди съдържа натриев йонни Na ⁺ и нитрат йонни NO ₃ ^-. Химическата му формула е NaNO ₃. В природата се среща като минерал нитратин или нитратит, който се среща в изобилие в пустинята Атакама в Чили, поради което този минерал се нарича още чилийски селетер или каличе.

Натриевият нитрат е негоримо твърдо вещество, но може да ускори окисляването или изгарянето на запалими материали. Поради тази причина се използва широко в фойерверки, експлозиви, кибрит, тухли с дървени въглища и в някои видове пестициди, за да убие гризачи и други дребни бозайници.

Нитратин или нитратит, натриев нитрат минерал NaNO ₃. Джон Соболевски (JSS). Източник: Wikimedia Commons.

Възможността за насърчаване на горенето или запалването на други материали означава, че с него трябва да се работи с голямо внимание. Ако е изложен на пламък или пожар, той може да избухне. Въпреки това, NaNO ₃ се използва в хранително-вкусовата промишленост, тъй като има консервантни свойства, особено при месото и някои видове сирена.

Приемът му в излишък обаче може да причини здравословни проблеми, особено при бременни жени, бебета и деца. Превръщайки се в нитрити в храносмилателната система, може да причини определени заболявания.

Химическа структура

Ромбоедрична единична клетка от NaNO3. Източник: Benjah-bmm27

Натриевият нитрат се състои от натриев катион Na ⁺ и нитратен анион NO ₃ ^-.

Натриев нитрат NaNO ₃. Ccroberts. Източник: Wikimedia Commons.

В нитратния анион NO ₃ ^- азотът N има валентност +5, а кислородът - валентност -2. Поради тази причина нитратният анион има отрицателен заряд.

Структура на Луис на нитратния йон. Tem5psu. Източник: Wikimedia Commons.

Анионът NO ₃ ^- има плоска и симетрична структура, в която трите кислорода разпределят отрицателния заряд еднакво или равномерно.

В нитратния йон отрицателният заряд се разпределя равномерно между трите кислородни атома. Benjah-bmm27. Източник: Wikimedia Commons.

номенклатура

-Натриев нитрат

-Натриев нитрат

-Натриев селетер (от английския натриев селектор)

-Нитро сода (от английски сода нитра)

-Чилска селитра

-Нитрат от Чили

-Nitratin

-Nitratite

-Caliche

Имоти

Ромбоедрични кристали на натриев нитрат, получени от неговия пренаситен разтвор. Източник: Вадим Седов

Физическо състояние

Безцветни до бели твърди, триъгълни или ромбоедрични кристали.

Молекулно тегло

84,995 g / mol

Точка на топене

308 ° C

Точка на кипене

380 ° С (разлага се).

плътност

2.257 g / cm ³ при 20 ° C.

разтворимост

Разтворим във вода: 91,2 g / 100 g вода при 25 ° C или 1 g в 1,1 ml вода. Слабо разтворим в етанол и метанол.

рН

Разтворите на натриев нитрат са неутрални, тоест нито кисели, нито основни, следователно pH им е 7.

Други свойства

Това е хигроскопично твърдо вещество, тоест абсорбира вода от околната среда.

Твърд NaNO ₃ натриев нитрат. Онджей Мангл. Източник: Wikimedia Commons.

Разтварянето му във вода прави разтвора хладен, така че се казва, че този процес на разтваряне е ендотермичен, с други думи, когато се разтваря, той абсорбира топлина от околната среда и затова разтворът се охлажда.

При много ниско натриев нитрат е разтворим в течен амоняк NH ₃, образувайки NaNO ₃ · 4NH ₃ под -42 ° С

NaNO ₃ не е запалим, но присъствието му ускорява изгарянето на материали или съединения, които са. Това е така, защото при нагряване произвежда кислород О ₂, наред с други газове.

Получаване

Получава се главно чрез извличане от минерални находища или руднични селища в Чили (каличе или нитратит). За тази цел се използва разтвор на натриев хлорид и след това кристализация и прекристализация се извършва до получаване на чист NaNO ₃ кристали.

Тези мини се срещат главно в Южна Америка на север от Чили в пустинята Атакама. Там той е свързан с калиев нитрат KNO ₃ и разлагаща органична материя.

Местоположение на пустинята Атакама в северната част на Чили, където има важни находища на натриев нитрат. INC. Източник: Wikimedia Commons.

Тя може да бъде получена и при взаимодействие на азотна киселина с натриев карбонат Na ₂ CO ₃ или с натриев хидроксид NaOH:

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

Присъствие в човешкия организъм

Натриевият нитрат може да навлезе в човешкото тяло чрез храна и питейна вода, която го съдържа.

60-80% от приетия нитрат идва от плодове и зеленчуци. Втори източник са сушените меса. Използва се от месната промишленост за предотвратяване на растежа на микробите и за запазване на цвета.

Въпреки това, висок дял на нитратите, присъстващи в човешкото тяло, идва от неговия ендогенен синтез или поради процеси в тялото.

Приложения

В хранително-вкусовата промишленост

Използва се като консервант в храните, като лекуващ агент за мариновани меса и като средство за задържане на цветовете на месата. Храни, които могат да го съдържат са бекон, колбаси, шунка и някои сирена.

Сушени меса, които вероятно съдържат натриев нитрат. Автор: Falco. Източник: Pixabay

В торове

Натриевият нитрат се използва в торовите смеси за наторяване на тютюневи, памучни и зеленчукови култури.

Тракторно торене на плантация. Автор: Франк Барски. Източник: Pixabay

Като промотор или промотор на горенето или експлозията

NaNO ₃ се използва като окислител в много приложения. Това е твърдо вещество, богат на кислород, което улеснява процеса на запалване чрез представяне О ₂.

Наличието на NaNO ₃ означава, че материалите не изискват кислород от външни източници за запалване, тъй като доставя достатъчно О ₂ до самостоятелно поддържа екзотермична (топлинно генериране) реакции, които се появяват по време на възпламеняване или експлозия.

Той отдавна се използва като основен окислител в пиротехническите материали (фойерверки), като окисляващ компонент при взривни вещества и детонационни или взривни вещества и като гориво.

Фойерверки. В състава му има натриев нитрат NaNO ₃. Автор: WearingPlaid. Източник: Pixabay

Използва се и за подобряване на изгарянето на въглищни тухли (брикети), за благоприятстване на осветлението при кибрит и дори за подобряване на горимите свойства на тютюна.

За елиминиране на гризачи и други бозайници

Използва се за специален вид пестициди. Съставите, които го съдържат, са пиротехнически фумиганти, които се поставят и подпалват в дупки, освобождавайки смъртоносни дози токсични газове.

Поради тази причина се използва за контрол на различни гризачи, мармоти, койоти и скункс, на открити полета, тревни площи, необработваеми площи, тревни площи и голф игрища.

При получаването на други съединения

Използва се при производството на азотна киселина HNO ₃, натриев нитрит NaNO ₂, а също така действа като катализатор при получаването на сярна киселина H ₂ SO ₄.

Той се използва в производството на азотен оксид N ₂ О и като оксидиращо средство в производството на фармацевтични съединения.

При извличане на метали от електронни отпадъци

Някои изследователи откриха, че NaNO ₃ улеснява не замърсяването на извличането на метали, съдържащи се в отпадъците на електронното оборудване (мобилни телефони, таблети, компютри и др.).

Полезни метали, които могат да бъдат извлечени от компонентите на това електронно оборудване, са никел Ni, кобалт Co, манган Mn, цинк Zn, мед Cu и алуминий Al.

Екстракцията се провежда при използване само на NaNO ₃ разтвор и полимер. И се получава добив от 60%.

По този начин електронните отпадъци могат да бъдат рециклирани, допринасяйки за минимизиране на отпадъците и стабилно оползотворяване на ресурсите.

В изследванията за здраве и упражнения

Според някои проучвания приемът на добавки на NaNO ₃ или храни, които го съдържат, естествено има положително въздействие върху здравето. Някои от храните, богати на нитрати, са цвекло, спанак и рукола.

Ефектите включват подобряване на сърдечно-съдовата система, понижаване на кръвното налягане, подобряване на кръвния поток и увеличаване на количеството кислород в тъканите, които физически се упражняват.

Това показва, че употребата на NaNO ₃ може да се счита за евтин медикамент за профилактика и лечение на пациенти с проблеми с кръвното налягане.

В допълнение, той може да служи като ефективно и естествено помощно средство за увеличаване на мускулната сила при спортисти.

При различни приложения

Рекламен плакат от 20 век, подбуждащ за наторяване на почвата с нитрати от Чили. Дейвид Перес Източник: Wikimedia Commons.

Използва се като окислител и флюс при производството на стъклени и керамични глазури. Използва се и в специални цименти.

Той служи като химическо средство за възстановяване на калай от скрап, при коагулация на латекс, в ядрената промишленост и за контрол на корозията във водни системи.

Рискове

Опасност от манипулиране

Той има свойството да ускорява изгарянето на запалими материали. Ако сте замесени в пожар, може да възникне експлозия.

При продължително излагане на топлина или огън той може да експлодира, произвеждайки токсични азотни оксиди.

Проблеми, свързани с приемането му с храна или вода

Нитратите при поглъщане могат да станат нитрити както в устата, така и в стомаха и червата.

Нитритът, взаимодействайки с амините, присъстващи в някои храни, може да се превърне в нитрозамини в кисела среда, като например в стомаха. Нитрозамините са канцерогенни.

Това обаче не се случва, когато плодовете и зеленчуците, които съдържат нитрати, се консумират по естествен начин.

Според някои изследвания наличието на високи нива на нитрати може да доведе до нарушение на кръвта, което кара кислорода да не се освобождава ефективно в тъканите.

Това може да се случи при бебета, чиято млечна формула е направена от кладенец с вода, която съдържа нитрати.

Наблюдава се също, че високото ниво на нитрати може да причини проблеми при гестацията на бебетата, причинявайки спонтанни аборти, преждевременни доставки или дефекти в нервната тръба на плода.

Наскоро беше установено, че натриевият нитрат може да представлява риск за развитието на опорно-двигателния апарат и нервно-мускулната комуникация е нарушена при хората.

Натриев нитрат в храната

Натриевият нитрат се намира като добавка в бекона и други месни продукти. Източник: cookbookman17 чрез Flickr (https://www.flickr.com/photos//6175755733)

Натриевият нитрат е синоним на меса, защото заедно с нитритите се добавят към тях, за да ги запазят и подобрят външния им вид и аромати. В резултат на това прекомерната консумация на меса (хот-доги, бекон, шунка, пушена риба и др.) Участва в смущаващата връзка на раковите заболявания в храносмилателната система.

Въпреки че връзката между месата, третирани с нитратно-нитритни соли и рака, не е абсолютна, препоръчва се да се намали приема.

От друга страна, зеленчуците (моркови, цвекло, репички, марули, спанак и др.) Са богати на NaNO _3, тъй като са го усвоили от почвите за култивиране поради торещото му действие. Приемът на тези зеленчуци, противно на месните продукти, не е свързан с гореспоменатите заболявания.

Това се дължи на две причини: разликата в нивата на протеини на такива храни и начина, по който се приготвят. Когато месото се пържи или загрява до пламъка, се насърчава реакцията между нитрати-нитрити с определени групи аминокиселини, като по този начин се получават нитрозоамини: истинските канцерогени.

Съдържанието на витамин С, фибри и полифеноли в зеленчуците намалява образуването на тези нитрозоамини. Ето защо NaNO ₃ сам по себе си не представлява заплаха за храната.

Препратки

1. Национална медицинска библиотека на САЩ. (2019). Натриев нитрат. Възстановени от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Енциклопедия на индустриалната химия на Ullmann. (1990). Пето издание. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
3. Pouretedal, HR и Ravanbod, M. (2015). Кинетично изследване на Mg / NaNO ₃ пиротехника с използване на неизотермична TG / DSC техника. J Therm Anal Calorim (2015) 119: 2281-2288. Възстановено от link.springer.com.
4. Jarosz, J. et al. (2016 г.). Натриевият нитрат намалява клъстерирането на ацетилхолиновите рецептори, предизвикано от агрин. BMC фармакология и токсикология (2016) 17:20. Възстановен от bmcpharmacoltoxicol.biomedcentral.com.
5. Котън, Ф. Алберт и Уилкинсън, Джефри. (1980 г.). Разширена неорганична химия. Четвърто издание. John Wiley & Sons.
6. Prival, MJ (2003). Рак. Канцерогени в хранителната верига. В Енциклопедия на науките за храните и храненето (второ издание). Възстановени от sciencedirect.com.
7. Заходяева, Й.А. и др. (2019). Сложно извличане на метали във водна двуфазна система на базата на поли (етиленов оксид) 1500 и натриев нитрат. Молекули 2019, 24, 4078. Възстановени от mdpi.com.
8. Clements, WT et al. (2014). Поглъщане на нитрати: Преглед на ефектите върху здравето и физическата активност. Хранителни вещества 2014, 6, 5224-5264. Възстановена от mdpi.com.