НАТРІЄВА СЕЛІТРА (NANO3): СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, ВИКОРИСТАННЯ, РИЗИКИ - ХІМІЯ - 2025

Нітрат натрію являє собою кристалічний неорганічні тверді містить іон натрію Na ⁺ і нітрат іонів NO ₃ ^- . Його хімічна формула - NaNO ₃ . У природі він зустрічається як мінерал нітратин або нітратит, якого в достатку міститься в пустелі Атакама в Чилі, саме тому цей мінерал також називають чилійською селітрою або каличею.

Нітрат натрію є негорючим твердим речовиною, але він може прискорити окислення або спалювання горючих матеріалів. З цієї причини його широко застосовують у феєрверках, вибухівці, сірниках, цегляному вугіллі та деяких видах пестицидів для знищення гризунів та інших дрібних ссавців.

Нітратин або нітратит, мінерал нітрату натрію NaNO ₃ . Джон Соболевський (JSS). Джерело: Wikimedia Commons.

Здатність сприяти горінню або займанню інших матеріалів означає, що з ним потрібно поводитися дуже обережно. При попаданні полум'я або вогню він може вибухнути. Незважаючи на це, NaNO ₃ використовується в харчовій промисловості, оскільки він має консервантні властивості, особливо в м'ясі та деяких видах сирів.

Однак його прийом у надлишку може спричинити проблеми зі здоров’ям, особливо у вагітних, немовлят та дітей. Перетворюючись на нітрити в травній системі, він може викликати певні захворювання.

Хімічна структура

Ромбоедрична одинична клітина NaNO3. Джерело: Benjah-bmm27

Нітрат натрію складається з катіона натрію Na ⁺ та аніон нітрату NO ₃ ^- .

Натрієва селітра NaNO ₃ . Крокбертс. Джерело: Wikimedia Commons.

У аніоні нітрату NO ₃ ^- азот N має валентність +5, а кисень - валентність -2. З цієї причини аніон нітратів має негативний заряд.

Льюїсова структура нітратного іона. Tem5psu. Джерело: Wikimedia Commons.

Аніон NO ₃ ^- має плоску і симетричну структуру, в якій три кисню розподіляють негативний заряд однаково або рівномірно.

У нітратному іоні негативний заряд розподіляється рівномірно між трьома атомами кисню. Benjah-bmm27. Джерело: Wikimedia Commons.

Номенклатура

-Натрієва селітра

-Натрієва селітра

-Натрієвий сілець (від англ. Натрієвий сілець)

-Нітро сода (від англ. Soda nitre)

-Чільський сілечко

-Нітрат з Чилі

-Нітратин

-Нітратит

-Каличе

Властивості

Ромбоедричні кристали нітрату натрію, отримані з його перенасиченого розчину. Джерело: Вадим Седов

Фізичний стан

Безбарвні до білих твердих, трикутних або ромбоедричних кристалів.

Молекулярна маса

84,995 г / моль

Точка плавлення

308 ºC

Точка кипіння

380 ° С (розкладається).

Щільність

2,225 г / см ³ при 20 ° С.

Розчинність

Розчинний у воді: 91,2 г / 100 г води при 25 ° С або 1 г у 1,1 мл води. Слабо розчинний у етанолі та метанолі.

рН

Розчини натрієвої селітри є нейтральними, тобто ні кислими, ні основними, тому їх pH становить 7.

Інші властивості

Це гігроскопічне тверде речовина, тобто вбирає воду з навколишнього середовища.

Тверда натрієва селітра NaNO ₃ . Ондржей Мангл. Джерело: Wikimedia Commons.

Його розчинення у воді робить розчин прохолодним, тому кажуть, що цей процес розчинення є ендотермічним, інакше кажучи, при його розчиненні він поглинає тепло з навколишнього середовища, і саме тому розчин охолоджується.

При дуже низькій кількості нітрату натрію розчиняється у рідкому аміаку NH ₃ , утворюючи NaNO ₃ · 4NH ₃ нижче -42 ° C.

NaNO ₃ не горючий, але його присутність прискорює згоряння матеріалів або сполук, які є. Це тому, що при нагріванні він утворює кисень O ₂ , серед інших газів.

Отримання

Її отримують головним чином шляхом видобутку з родовищ корисних копалин або сілечкових копалень в Чилі (каличе або нітратит). Для цього використовують розсол, після чого проводять кристалізацію та перекристалізацію для отримання більш чистих кристалів NaNO ₃ .

Ці міни зустрічаються переважно в Південній Америці на півночі Чилі в пустелі Атакама. Там він пов'язаний з нітратом калію KNO ₃ і розкладає органічні речовини.

Розташування пустелі Атакама на півночі Чилі, де є важливі родовища натрієвої селітри. INC. Джерело: Wikimedia Commons.

Він також може бути отриманий шляхом взаємодії азотної кислоти з карбонатом натрію Na ₂ CO ₃ або з гідроксидом натрію NaOH:

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

Присутність в організмі людини

Натрієва селітра може потрапляти в організм людини через їжу та питну воду, яка її містить.

60-80% вживаної селітри надходить з фруктів та овочів. Друге джерело - це в'ялене м'ясо. Він використовується м'ясою промисловістю для запобігання росту мікробів та збереження кольору.

Однак висока частка нітратів, присутніх в організмі людини, відбувається від його ендогенного синтезу або через процесів всередині організму.

Програми

У харчовій промисловості

Застосовується як консервант у харчових продуктах, як отверджувач для маринованого м’яса, а також як засіб для збереження кольору м'яса. Їжа, яка може містити її, - це бекон, ковбаси, шинка та деякі сири.

В'ялене м'ясо, яке, ймовірно, містить нітрат натрію. Автор: Falco. Джерело: Pixabay.

У добривах

Натрієва селітра використовується в сумішах добрив для удобрення тютюнових, бавовняних та овочевих культур.

Тракторні підгодівлі плантації. Автор: Франк Барський. Джерело: Pixabay.

Як промотор або промотор горіння або вибуху

NaNO ₃ використовується в якості окислювача у багатьох застосуваннях. Це тверда речовина, багата на кисень, що полегшує процес займання, виробляючи O ₂ .

Присутність NaNO ₃ означає, що матеріали не потребують кисню із зовнішніх джерел для займання, оскільки вони доставляють достатню кількість O ₂ для самозбереження екзотермічних (генеруючих тепла) реакцій, що виникають під час займання чи вибуху.

Здавна він використовується як основний окислювач у піротехнічних матеріалах (феєрверки), як окислювальний компонент у вибухових речовинах та детонаційних або підривних речовинах, а також як пропелент.

Феєрверки. У його складі є нітрат натрію NaNO ₃ . Автор: WearingPlaid. Джерело: Pixabay.

Він також використовується для поліпшення спалювання вугільної цегли (брикетів), для сприяння запалюванню сірників і навіть для поліпшення горючих властивостей тютюну.

Для усунення гризунів та інших ссавців

Застосовується для спеціального типу пестицидів. Композиції, які містять його, - це піротехнічні фуміганти, які поміщаються та підпалюються в норах, вивільняючи смертельну дозу токсичних газів.

З цієї причини його застосовують для боротьби з різними гризунами, бабаками, койотами та скунсами, на відкритих полях, луках, необроблюваних територіях, газонах, полях для гольфу.

При приготуванні інших сполук

Він використовується при виробництві азотної кислоти HNO ₃ , нітриту натрію NaNO ₂ , а також виступає каталізатором при приготуванні сірчаної кислоти H ₂ SO ₄ .

Його використовують у виробництві оксиду азоту N ₂ O і як окислювача при виробництві фармацевтичних сполук.

У видобутку металів з електронних відходів

Окремі дослідники виявили, що NaNO ₃ сприяє не забрудненню видобутку металів, що містяться у відходах електронного обладнання (стільникові телефони, планшети, комп’ютери тощо).

Корисними металами, які можна отримати з компонентів цього електронного обладнання, є нікель Ni, кобальт Co, марганець Mn, цинк Zn, мідь Cu та алюміній Al.

Екстракцію проводять з використанням лише розчину NaNO ₃ та полімеру. І досягається вихід 60%.

Таким чином, електронні відходи можна переробляти, сприяючи мінімізації відходів та стабільному відновленню ресурсів.

В галузі здоров'я та фізичних вправ

За даними деяких досліджень, прийом добавок NaNO ₃ або продуктів, які містять його, природним чином має позитивний вплив на здоров'я. Деякі продукти, багаті нітратами, - це буряк, шпинат та рукола.

Ефекти включають в себе покращення серцево-судинної системи, зниження артеріального тиску, поліпшення кровотоку та збільшення кількості кисню в тканинах, які фізично здійснюють фізичні вправи.

Це вказує на те, що використання NaNO ₃ можна розглядати як недорогий препарат для профілактики та лікування пацієнтів із проблемами артеріального тиску.

Крім того, це може послужити ефективним і природним допоміжним засобом для збільшення сили м’язів у спортсменів.

У різних сферах використання

Рекламний плакат з 20 століття, що спонукає удобрити ґрунт селітрами з Чилі. Девід Перес. Джерело: Wikimedia Commons.

Застосовується як окислювач і флюсуючий засіб при виготовленні скляних та керамічних глазур. Також використовується в спеціальних цементах.

Він служить хімічним агентом для відновлення олова з металобрухту, при згортанні латексу, в ядерній промисловості та в боротьбі з корозією у водних системах.

Ризики

Небезпеки поводження

Він має властивість прискорювати горіння горючих матеріалів. Якщо ви причетні до пожежі, може статися вибух.

При тривалому впливі тепла чи вогню він може вибухнути, утворюючи токсичні оксиди азоту.

Проблеми, пов’язані з його прийомом їжі або води

Нітрат при прийомі всередину може стати нітритом як у роті, так і в шлунку та кишечнику.

Нітрити, реагуючи на аміни, присутні в деяких продуктах харчування, можуть перетворюватися на нітрозаміни в кислому середовищі, наприклад в шлунку. Нітрозаміни є канцерогенними.

Однак цього не відбувається, коли фрукти та овочі, які містять нітрати, їдять природним шляхом.

За даними деяких досліджень, наявність високого вмісту нітратів може спричинити розлад крові, завдяки чому кисень не може ефективно виділятися в тканини.

Це може статися у немовлят, молочна суміш яких виготовлена ​​з свердловини, яка містить нітрати.

Також було помічено, що високий вміст нітратів може спричинити проблеми в гестації немовлят, спричиняючи мимовільні аборти, передчасні пологи або дефекти нервової трубки плода.

Нещодавно було встановлено, що нітрат натрію може становити небезпеку для розвитку опорно-рухового апарату, а у людини впливає нервово-м’язова комунікація.

Натрієва селітра в їжі

Натрієва селітра міститься як добавка в бекон та інші м'ясні продукти. Джерело: cookbookman17 через Flickr (https://www.flickr.com/photos//6175755733)

Натрієва селітра є синонімом м’яса, тому що разом з нітритом їх додають, щоб зберегти їх та покращити їх зовнішній вигляд та аромати. Як наслідок, надмірне вживання м'яса (хот-доги, бекон, шинки, копчена риба тощо) було залучене до тривожної ланки ракових захворювань у всій травній системі.

Хоча зв’язок між м'ясом, обробленим нітрат-нітритними солями, і раком не є абсолютним, рекомендується зменшити споживання.

З іншого боку, овочі (морква, буряк, редис, салати, шпинат тощо) багаті NaNO _3, оскільки вони засвоїли його з оброблювальних ґрунтів завдяки його удобрювальній дії. Споживання цих овочів, всупереч споживанню м'ясних продуктів, не пов'язане з вищезгаданими захворюваннями.

Це пов’язано з двома причинами: різницею в рівнях білка таких продуктів і способом їх приготування. Коли м'ясо обсмажується або нагрівається до полум'я, сприяє реакція між нітратами-нітритами з певними групами амінокислот, утворюючи таким чином нітрозоаміни: справжні канцерогени.

Вміст вітаміну С, клітковини та поліфенолів у овочах знижує утворення цих нітрозоамінів. Саме тому NaNO ₃ не є загрозою для їжі.

Список літератури

1. Національна медична бібліотека США. (2019). Натрієва селітра. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Енциклопедія промислової хімії Уллмана. (1990). П'яте видання. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
3. Pouretedal, HR та Ravanbod, M. (2015). Кінетичне дослідження піротехніки Mg / NaNO _{3 з} використанням неізотермічної методики TG / DSC. J Therm Anal Calorim (2015) 119: 2281-2288. Відновлено з link.springer.com.
4. Jarosz, J. та ін. (2016). Нітрат натрію зменшує скупчення спричинених агрином рецепторів ацетилхоліну. Фармакологія та токсикологія BMC (2016) 17:20. Відновлено з bmcpharmacoltoxicol.biomedcentral.com.
5. Коттон, Ф. Альберт і Вілкінсон, Джеффрі. (1980). Розширена неорганічна хімія. Четверте видання. Джон Вілі та сини.
6. Prival, MJ (2003). Рак. Канцерогени в харчовій мережі. В Енциклопедії харчових наук та харчування (друге видання). Відновлено з sciencedirect.com.
7. Заходяєва, Ю.А. та ін. (2019). Комплексне вилучення металів у водної двофазній системі на основі полі (етиленоксиду) 1500 та нітрату натрію. Молекули 2019, 24, 4078. Відновлено з сайту mdpi.com.
8. Клементс, WT та ін. (2014). Поглинання нітратів: огляд впливу на здоров'я та фізичну працездатність. Поживні речовини 2014, 6, 5224-5264. Відновлено з сайту mdpi.com.