Natriumnitrat (NaNO3) struktur, egenskaber, anvendelser, risici

2091
Egbert Haynes
Natriumnitrat (NaNO3) struktur, egenskaber, anvendelser, risici

Det natriumnitrat er et krystallinsk uorganisk fast stof dannet af en natriumion Na+ og et nitration NO3-. Dens kemiske formel er NaNO3. I naturen findes det som mineralet nitratin eller nitratit, som findes i overflod i Atacama-ørkenen i Chile, hvorfor dette mineral også kaldes chilensk saltpeter eller caliche.

Natriumnitrat er et ikke-brændbart fast stof, men det kan fremskynde oxidationen eller forbrændingen af ​​brandfarlige materialer. Af denne grund er det meget brugt i fyrværkeri, sprængstoffer, tændstikker, kulsten og nogle typer pesticider til at dræbe gnavere og andre små pattedyr..

Nitratin eller nitratit, natriumnitratmineral NaNO3. John Sobolewski (JSS) [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]. Kilde: Wikimedia Commons.

Evnen til at fremme forbrænding eller antændelse af andre materialer betyder, at det skal håndteres med stor forsigtighed. Hvis den udsættes for ild eller ild, kan den eksplodere. På trods af dette er NaNO3 Det bruges i fødevareindustrien, da det har konserverende egenskaber, især til kød og nogle oste..

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

Artikelindeks

  • 1 Kemisk struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 egenskaber
    • 3.1 Fysisk tilstand
    • 3.2 Molekylvægt
    • 3.3 Smeltepunkt
    • 3.4 Kogepunkt
    • 3.5 Densitet
    • 3.6 Opløselighed
    • 3,7 pH
    • 3.8 Andre egenskaber
  • 4 Opnåelse
    • 4.1 Tilstedeværelse i den menneskelige krop
  • 5 anvendelser
    • 5.1 I fødevareindustrien
    • 5.2 I gødning
    • 5.3 Som promotor eller facilitator af forbrænding eller eksplosion
    • 5.4 At fjerne gnavere og andre pattedyr
    • 5.5 Ved fremstilling af andre forbindelser
    • 5.6 I udvinding af metaller fra elektronisk affald
    • 5.7 Inden for sundheds- og træningsforskning
    • 5.8 I forskellige anvendelser
  • 6 risici
    • 6.1 Fare ved håndtering
    • 6.2 Problemer i forbindelse med dets indtagelse med mad eller vand
  • 7 Natriumnitrat i mad
  • 8 Referencer

Kemisk struktur

Rhombohedral enhedscelle af NaNO3. Kilde: Benjah-bmm27 [Public domain]

Natriumnitrat består af en natriumkation Na+ og en nitratanion NO3-.

NaNO natriumnitrat3. Ccroberts [Public domain]. Kilde: Wikimedia Commons.

I nitratanionen NO3- nitrogen N har en valens på +5 og ilt en valens på -2. Af denne grund har nitratanionen en negativ ladning..

Lewis-struktur af nitrationen. Tem5psu [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Kilde: Wikimedia Commons.

Anion NEJ3- den har en flad og symmetrisk struktur, hvor de tre oxygener fordeler den negative ladning ens eller ensartet.

I nitrationen fordeles den negative ladning ligeligt mellem de tre iltatomer. Benjah-bmm27 [Offentligt domæne]. Kilde: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

-Natriumnitrat

-Natriumnitrat

-Sodium saltpeter (fra engelsk natriumsaltpeter)

-Nitro soda (fra engelsk sodavand)

-Saltpeter fra Chile

-Nitrat fra Chile

-Nitratin

-Nitratit

-Caliche

Ejendomme

Rhombohedrale krystaller af natriumnitrat opnået fra en overmættet opløsning af det. Kilde: Vadim Sedov [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)]

Fysisk tilstand

Farveløse til hvide faste, trigonale eller rombohedriske krystaller.

Molekylær vægt

84,995 g / mol

Smeltepunkt

308 ºC

Kogepunkt

380 ºC (nedbrydes).

Massefylde

2.257 g / cm3 ved 20 ºC.

Opløselighed

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

pH

Natriumnitratopløsninger er neutrale, dvs. hverken sure eller basiske, derfor er deres pH 7.

Andre egenskaber

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

NaNO natriumnitrat3 solid. Ondřej Mangl [Public domain]. Kilde: Wikimedia Commons.

Opløsningen i vand gør løsningen kølig, så det siges, at denne opløsningsproces er endoterm, med andre ord, når den opløses absorberer den varme fra miljøet, og det er derfor, løsningen køler.

Ved meget lave temperaturer er natriumnitrat opløseligt i NH flydende ammoniak3, danner NaNO34NH3 under -42 ºC.

Nano3 Det er ikke brændbart, men dets tilstedeværelse fremskynder forbrændingen af ​​materialer eller forbindelser, der er. Dette skyldes, at når det opvarmes, producerer det ilt Oto, blandt andre gasser.

Opnåelse

Det opnås hovedsageligt ved ekstraktion fra mineralforekomster eller salpeterminer i Chile (caliche eller nitratit). Til dette anvendes saltvand, og derefter udføres krystallisation og omkrystallisation for at opnå NaNO-krystaller.3 mere ren.

Disse miner findes hovedsageligt i Sydamerika i det nordlige Chile i Atacama-ørkenen. Der er det forbundet med kaliumnitrat KNO3 og nedbrydning af organisk materiale.

Placering af Atacama-ørkenen i det nordlige Chile, hvor der er betydelige forekomster af natriumnitrat. CIA [Public domain]. Kilde: Wikimedia Commons.

Det kan også opnås ved omsætning af salpetersyre med natriumcarbonat NatoCO3 eller med natriumhydroxid NaOH:

2 HNO3 + NatoCO3 → 2 NaNO3 + COto↑ + HtoELLER

Tilstedeværelse i den menneskelige organisme

Natriumnitrat kan komme ind i menneskekroppen gennem mad og drikkevand, der indeholder det..

60-80% af indtaget nitrat kommer fra frugt og grøntsager. En anden kilde er hærdet kød. Det bruges af kødindustrien til at forhindre vækst af mikrober og til at bevare farve.

Imidlertid kommer en høj andel af nitrat til stede i menneskekroppen fra dens endogene syntese eller på grund af processer i kroppen..

Ansøgninger

I fødevareindustrien

Det bruges som konserveringsmiddel i fødevarer, som hærdningsmiddel til syltet kød og som farvestyringsmiddel til kød. Fødevarer, der kan indeholde det, er bacon, pølser, skinke og nogle oste.

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

I gødning

Natriumnitrat bruges i gødningsblandinger til gødning af tobak, bomuld og vegetabilske afgrøder.

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

Som promotor eller promotor af forbrænding eller eksplosion

Nano3 det bruges som en oxidant i mange applikationer. Det er et fast stof med ilt, der letter antændelsesprocessen ved at producere Oto.

Tilstedeværelsen af ​​NaNO3 fremstiller materialer, der ikke kræver ilt fra eksterne kilder for at antændes, da det leverer nok Oto med hensyn til selvbærende eksotermiske (varmegenererende) reaktioner, der opstår under antændelse eller eksplosion.

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

Fyrværkeri. I dets sammensætning er der natriumnitrat NaNO3. Forfatter: WearingPlaid. Kilde: Pixabay.

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

At fjerne gnavere og andre pattedyr

Det bruges til en særlig type pesticid. Sammensætningerne, der indeholder det, er pyrotekniske fumiganter, der placeres og tændes i huler og frigiver dødelige doser af giftige gasser.

Af denne grund bruges den til bekæmpelse af forskellige gnavere, marmoter, prærieulve og stinkdyr på åbne marker, græsarealer, ikke-dyrkede områder, græsplæner og golfbaner..

Ved fremstilling af andre forbindelser

Anvendes til fremstilling af salpetersyre HNO3, natriumnitrit NaNOto, og fungerer også som en katalysator ved fremstillingen af ​​svovlsyre HtoSW4.

Det bruges til fremstilling af nitrogenoxid NtoEller og som et oxidationsmiddel ved fremstilling af farmaceutiske forbindelser.

Ved udvinding af metaller fra e-affald

Visse forskere fandt ud af, at NaNO3 letter den ikke-forurenende ekstraktion af metaller indeholdt i affald af elektronisk udstyr (mobiltelefoner, tablets, computere osv.).

Nyttige metaller, der kan ekstraheres fra komponenterne i dette elektroniske udstyr, er Nickel Ni, Cobalt Co, Mangan Mn, Zink Zn, Kobber Cu og Aluminium Al.

Ekstraktionen udføres kun ved anvendelse af en NaNO-opløsning3 og en polymer. Og et udbytte på 60% opnås.

På denne måde kan elektronisk affald genbruges, hvilket bidrager til minimering af affald og en stabil ressourcegenvinding..

I sundheds- og træningsforskning

Ifølge nogle undersøgelser indtagelse af NaNO kosttilskud3 eller fødevarer, der indeholder det, har naturligt positive sundhedsvirkninger. Nogle af de fødevarer, der er rige på nitrater, er rødbeder, spinat og arugula.

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

Dette indikerer, at brugen af ​​NaNO kan overvejes.3 som en billig medicin til forebyggelse og behandling af patienter med blodtryksproblemer.

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

I forskellige anvendelser

Reklameplakat fra det tyvende århundrede, tilskyndende til at befrugte jorden med nitrat fra Chile. David Perez [Public domain]. Kilde: Wikimedia Commons.

Det bruges som et oxidationsmiddel og fluxmiddel ved fremstilling af glas og keramiske glasurer. Det bruges også i specielle cement.

Fungerer som et kemisk middel til genvinding af tin fra metalskrot, i latexkoagulation, i atomindustrien og til kontrol af korrosion i vandige systemer.

Risici

Farer ved håndtering

Det har egenskaben at fremskynde forbrændingen af ​​brandfarlige 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 i forbindelse med dets indtagelse med mad eller vand

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

Nitrit kan, når det reagerer med aminerne i nogle fødevarer, blive nitrosaminer i et surt miljø som i maven. Nitrosaminer er kræftfremkaldende.

Dette sker dog ikke, når frugt 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 lavet af kildevand, der indeholder nitrater..

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

For nylig er det blevet fundet, at natriumnitrat kan udgøre en risiko for udviklingen af ​​bevægeapparatet, og kommunikation mellem nerve og muskler påvirkes hos mennesker..

Natriumnitrat i mad

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

Natriumnitrat er synonymt med kød, for sammen med nitrit tilsættes de til dem for at bevare dem og forbedre deres udseende og smag. For sin årsag har det overdrevne forbrug af kød (hotdogs, bacon, skinke, røget fisk osv.) Været involveret i den foruroligende forbindelse af kræft i hele fordøjelsessystemet.

Selv om forholdet mellem kød behandlet med nitrat-nitrit salte og kræft ikke er absolut, anbefales det at moderere dit indtag.

På den anden side er grøntsager (gulerødder, rødbeder, radiser, salat, spinat osv.) Rige på NaNO3 da de har absorberet det fra afgrødejord på grund af dets befrugtningsvirkning. Indtagelsen af ​​disse grøntsager, i modsætning til kødprodukter, er ikke knyttet til de førnævnte sygdomme.

Dette skyldes to grunde: forskellen i proteinniveauet i sådanne fødevarer og den måde, hvorpå de koges. Når kød steges eller opvarmes til flammen, fremmes reaktionen mellem nitrater-nitrit med bestemte grupper af aminosyrer for således at producere nitrosoaminer: de ægte kræftfremkaldende stoffer.

Indholdet af vitamin C, fiber og polyfenoler i grøntsager reducerer dannelsen af ​​disse nitrosoaminer. Derfor er NaNO3 alene er ikke en trussel mod mad.

Referencer

  1. OS. National Library of Medicine. (2019). Natriumnitrat. Gendannet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  2. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Femte udgave. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
  3. Pouretedal, H.R. og Ravanbod, M. (2015). Kinetisk undersøgelse af Mg / NaNO3 pyroteknisk ved hjælp af ikke-isoterm TG / DSC-teknik. J Therm Anal Calorim (2015) 119: 2281-2288. Gendannet fra link.springer.com.
  4. Jarosz, J. et al. (2016). Natriumnitrat formindsker agrin-induceret acetylcholinreceptorklynge. BMC Farmakologi og Toksikologi (2016) 17:20. Gendannet fra bmcpharmacoltoxicol.biomedcentral.com.
  5. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avanceret uorganisk kemi. Fjerde udgave. John Wiley & Sons.
  6. Prival, M.J. (2003). Kræft. Kræftfremkaldende stoffer i fødekæden. I Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (Anden udgave). Gendannet fra sciencedirect.com.
  7. Zakhodyaeva, Y.A. et al. (2019). Kompleks ekstraktion af metaller i et vandigt totrinssystem baseret på poly (ethylenoxid) 1500 og natriumnitrat. Molecules 2019, 24, 4078. Gendannet fra mdpi.com.
  8. Clements, W.T. et al. (2014). Nitratindtagelse: En gennemgang af de sundhedsmæssige og fysiske præstationseffekter. Næringsstoffer 2014, 6, 5224-5264. Gendannet fra mdpi.com.

Endnu ingen kommentarer