НИТРАТ НАТРИЯ (НАНО3): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ, РИСКИ - ХИМИЯ - 2026

Нитрат натрия представляет собой кристаллический неорганические твердые содержит ион натрия Na ⁺ и нитрат ионов NO ₃ ^- . Его химическая формула - NaNO ₃ . В природе он встречается как минерал нитратин или нитратит, который в изобилии встречается в пустыне Атакама в Чили, поэтому этот минерал также называют чилийской селитрой или каличей.

Нитрат натрия - негорючее твердое вещество, но оно может ускорить окисление или горение легковоспламеняющихся материалов. По этой причине он широко используется в фейерверках, взрывчатых веществах, спичках, древесном угле и некоторых типах пестицидов для уничтожения грызунов и других мелких млекопитающих.

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

Способность способствовать горению или воспламенению других материалов означает, что с этим нужно обращаться с большой осторожностью. Под воздействием огня или огня он может взорваться. Несмотря на это, NaNO ₃ используется в пищевой промышленности, поскольку он обладает консервирующими свойствами, особенно в мясе и некоторых сортах сыров.

Однако его чрезмерное употребление может вызвать проблемы со здоровьем, особенно у беременных женщин, младенцев и детей. Превращаясь в нитриты в пищеварительной системе, он может вызывать определенные заболевания.

Химическая структура

Ромбоэдрическая элементарная ячейка NaNO3. Источник: Benjah-bmm27

Нитрат натрия состоит из катиона натрия Na ⁺ и аниона нитрата NO ₃ ^- .

Нитрат натрия NaNO ₃ . Ccroberts. Источник: Wikimedia Commons.

В нитрат-анионе NO ₃ ^- азот N имеет валентность +5, а кислород - валентность -2. По этой причине нитрат-анион имеет отрицательный заряд.

Структура Льюиса нитрат-иона. Tem5psu. Источник: Wikimedia Commons.

Анион NO ₃ ^- имеет плоскую и симметричную структуру, в которой три атома кислорода равномерно или равномерно распределяют отрицательный заряд.

В нитрат-ионе отрицательный заряд равномерно распределен между тремя атомами кислорода. Benjah-bmm27. Источник: Wikimedia Commons.

Номенклатура

-Нитрат натрия

-Нитрат натрия

-Натриевая селитра (от англ. Натриевая селитра)

-Nitro soda (от англ. Soda nitre)

-Чилийская селитра

-Нитрат из Чили

-Нитратин

-Нитратит

-Caliche

свойства

Ромбоэдрические кристаллы нитрата натрия, полученные из его перенасыщенного раствора. Источник: Вадим Седов

Физическое состояние

От бесцветных до белых твердых кристаллов треугольной или ромбоэдрической формы.

Молекулярный вес

84,995 г / моль

Температура плавления

308 ºC

Точка кипения

380 ° C (разлагается).

плотность

2,257 г / см ³ при 20 ° С.

Растворимость

Растворим в воде: 91,2 г / 100 г воды при 25 ºC или 1 г в 1,1 мл воды. Слабо растворим в этаноле и метаноле.

pH

Растворы нитрата натрия нейтральны, то есть не кислые и не основные, поэтому их pH равен 7.

Другие свойства

Это гигроскопичное твердое вещество, то есть поглощает воду из окружающей среды.

Твердый нитрат натрия NaNO ₃ . Ондржей Мангл. Источник: Wikimedia Commons.

Его растворение в воде приводит к охлаждению раствора, поэтому говорят, что этот процесс растворения является эндотермическим, другими словами, когда он растворяется, он поглощает тепло из окружающей среды, и поэтому раствор охлаждается.

При очень низкой температуре нитрат натрия растворяется в жидком аммиаке NH ₃ , образуя NaNO ₃ · 4NH ₃ ниже -42 ° C.

NaNO ₃ не горюч, но его присутствие ускоряет горение материалов или соединений. Это связано с тем, что при нагревании он выделяет кислород O ₂ среди других газов.

получение

Его получают в основном путем добычи из месторождений полезных ископаемых или селитровых шахт в Чили (калише или нитратит). Для этого используют рассол, а затем проводят кристаллизацию и перекристаллизацию для получения более чистых кристаллов NaNO ₃ .

Эти рудники находятся в основном в Южной Америке на севере Чили в пустыне Атакама. Там он связывается с нитратом калия KNO ₃ и разлагающимся органическим веществом.

Расположение пустыни Атакама на севере Чили, где есть важные месторождения нитрата натрия. INC. Источник: Wikimedia Commons.

Его также можно получить реакцией азотной кислоты с карбонатом натрия Na ₂ CO ₃ или гидроксидом натрия NaOH:

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

Наличие в организме человека

Нитрат натрия может попасть в организм человека через пищу и питьевую воду, содержащую его.

60-80% нитратов поступает из фруктов и овощей. Второй источник - колбасные изделия. Он используется в мясной промышленности для предотвращения роста микробов и сохранения цвета.

Однако высокая доля нитратов, присутствующих в организме человека, возникает в результате его эндогенного синтеза или процессов, происходящих в организме.

Приложения

В пищевой промышленности

Он используется как консервант в пищевых продуктах, как отвердитель для соленого мяса и как агент, сохраняющий цвет для мяса. Продукты, которые могут его содержать, - это бекон, колбасы, ветчина и некоторые сыры.

Колбасные изделия, которые, вероятно, содержат нитрат натрия. Автор: Falco. Источник: Pixabay.

В удобрениях

Нитрат натрия используется в смесях удобрений для удобрения табака, хлопка и овощных культур.

Трактор удобряет плантацию. Автор: Франк Барске. Источник: Pixabay.

Как промотор или промотор горения или взрыва

NaNO ₃ используется в качестве окислителя во многих областях. Это твердое вещество, богатое кислородом, которое способствует процессу воспламенения, выделяя O ₂ .

Присутствие NaNO ₃ означает, что материалам не требуется кислород из внешних источников для воспламенения, так как он обеспечивает достаточно O ₂ для самоподдержания экзотермических (выделяющих тепло) реакций, которые происходят во время воспламенения или взрыва.

Он давно используется в качестве основного окислителя в пиротехнических материалах (фейерверках), в качестве окисляющего компонента во взрывчатых веществах и детонационных или взрывных веществах, а также в качестве топлива.

Фейерверк. В его составе есть нитрат натрия NaNO ₃ . Автор: WearingPlaid. Источник: Pixabay.

Он также используется для улучшения горения угольных кирпичей (брикетов), для ускорения воспламенения спичек и даже для улучшения горючих свойств табака.

Для уничтожения грызунов и других млекопитающих

Он используется для особого вида пестицидов. Композиции, которые содержат его, представляют собой пиротехнические фумиганты, которые помещают и поджигают в норах, выделяя смертельные дозы токсичных газов.

По этой причине он используется для борьбы с различными грызунами, сурками, койотами и скунсами на открытых полях, лугах, необрабатываемых территориях, лужайках и полях для гольфа.

При приготовлении других соединений

Он используется при производстве азотной кислоты HNO ₃ , нитрита натрия NaNO ₂ , а также действует как катализатор при получении серной кислоты H ₂ SO ₄ .

Он используется при производстве закиси азота N ₂ O и в качестве окислителя при производстве фармацевтических соединений.

При извлечении металлов из электронных отходов

Некоторые исследователи обнаружили, что NaNO ₃ способствует экологически чистому извлечению металлов, содержащихся в отходах электронного оборудования (сотовые телефоны, планшеты, компьютеры и т. Д.).

Полезными металлами, которые можно извлечь из компонентов этого электронного оборудования, являются никель Ni, кобальт Co, марганец Mn, цинк Zn, медь Cu и алюминий Al.

Для экстракции используют только раствор NaNO ₃ и полимер. При этом достигается доходность 60%.

Таким образом, электронные отходы могут быть переработаны, что способствует минимизации отходов и стабильному восстановлению ресурсов.

В исследованиях здоровья и физических упражнений

Согласно некоторым исследованиям, прием добавок NaNO ₃ или продуктов, которые его содержат, естественным образом положительно влияет на здоровье. Некоторые из продуктов, богатых нитратами, - это свекла, шпинат и руккола.

Эффекты включают улучшение сердечно-сосудистой системы, снижение артериального давления, улучшение кровотока и увеличение количества кислорода в тканях, которые занимаются физическими упражнениями.

Это указывает на то, что использование NaNO ₃ можно рассматривать как дешевое лекарство для профилактики и лечения пациентов с проблемами артериального давления.

Кроме того, он может служить эффективным и естественным средством увеличения мышечной силы у спортсменов.

В различных применениях

Рекламный плакат ХХ века, призывающий удобрять почву нитратами из Чили. Дэвид Перес. Источник: Wikimedia Commons.

Он используется в качестве окислителя и флюса при производстве стеклянных и керамических глазурей. Он также используется в специальных цементах.

Он используется в качестве химического агента при извлечении олова из металлолома, при коагуляции латекса, в ядерной промышленности и в борьбе с коррозией в водных системах.

риски

Опасности обращения

Он имеет свойство ускорять горение легковоспламеняющихся материалов. Если вы попадете в огонь, может произойти взрыв.

При длительном воздействии тепла или огня он может взорваться с образованием токсичных оксидов азота.

Проблемы, связанные с приемом его с пищей или водой.

При попадании внутрь нитраты могут превращаться в нитриты как во рту, так и в желудке и кишечнике.

Нитрит, вступая в реакцию с аминами, присутствующими в некоторых пищевых продуктах, может превращаться в нитрозамины в кислой среде, например в желудке. Нитрозамины канцерогены.

Однако этого не происходит, когда фрукты и овощи, содержащие нитраты, едят естественным путем.

Согласно некоторым исследованиям, присутствие высоких уровней нитратов может вызвать заболевание крови, из-за которого кислород не может эффективно высвобождаться в тканях.

Это может произойти у младенцев, молочная смесь которых сделана из колодезной воды, содержащей нитраты.

Также было замечено, что высокие уровни нитратов могут вызывать проблемы во время вынашивания младенцев, вызывая самопроизвольные аборты, преждевременные роды или дефекты нервной трубки плода.

Недавно было обнаружено, что нитрат натрия может представлять опасность для развития костно-мышечной системы и нервно-мышечной связи является нарушенное в организме человека.

Нитрат натрия в пище

Нитрат натрия содержится в беконе и других мясных продуктах. Источник: cookbookman17 через Flickr (https://www.flickr.com/photos//6175755733)

Нитрат натрия является синонимом мяса, потому что вместе с нитритом они добавляются в него, чтобы сохранить его и улучшить его внешний вид и вкус. В результате чрезмерное потребление мяса (хот-доги, бекон, ветчина, копченая рыба и т. Д.) Стало тревожным звеном рака во всей пищеварительной системе.

Хотя связь между мясом, обработанным нитратно-нитритными солями, и раком не абсолютна, рекомендуется уменьшить потребление.

С другой стороны, овощи (морковь, свекла, редис, салат, шпинат и т. Д.) Богаты NaNO _3, поскольку они поглотили его из почв возделываемых культур благодаря его удобряющему действию. Потребление этих овощей, в отличие от мясных продуктов, не связано с вышеупомянутыми заболеваниями.

Это связано с двумя причинами: разницей в содержании белка в таких продуктах и ​​способом их приготовления. Когда мясо жарят или нагревают на огне, реакция нитратов-нитритов с определенными группами аминокислот усиливается с образованием нитрозоаминов: настоящих канцерогенов.

Содержание витамина С, клетчатки и полифенолов в овощах снижает образование этих нитрозоаминов. Вот почему один NaNO ₃ не представляет угрозы для еды.

Ссылки

1. Национальная медицинская библиотека США. (2019). Нитрат натрия. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Энциклопедия промышленной химии Ульмана. (1990). Пятое издание. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
3. Поуретедаль, Х.Р. и Раванбод, М. (2015). Кинетическое исследование пиротехники Mg / NaNO ₃ с использованием неизотермической техники ТГ / ДСК. J Therm Anal Calorim (2015) 119: 2281-2288. Восстановлено с link.springer.com.
4. Jarosz, J. et al. (2016). Нитрат натрия уменьшает агрин-индуцированную кластеризацию рецепторов ацетилхолина. BMC Фармакология и токсикология (2016) 17:20. Получено с сайта bmcpharmacoltoxicol.biomedcentral.com.
5. Коттон, Ф. Альберт и Уилкинсон, Джеффри. (1980). Продвинутая неорганическая химия. Четвертое издание. Джон Вили и сыновья.
6. Привал, MJ (2003). Рак. Канцерогены в пищевой цепи. В Энциклопедии пищевых наук и питания (второе издание). Восстановлено с sciencedirect.com.
7. Заходяева Ю.А. и др. (2019). Комплексное извлечение металлов в водной двухфазной системе на основе поли (этиленоксида) 1500 и нитрата натрия. Molecules 2019, 24, 4078. Восстановлено с mdpi.com.
8. Clements, W.T. et al. (2014). Проглатывание нитратов: обзор влияния на здоровье и физическую работоспособность. Питательные вещества 2014, 6, 5224-5264. Восстановлено с mdpi.com.