DUSIČNAN SODNÝ (NANO3): STRUKTURA, VLASTNOSTI, POUŽITÍ, RIZIKA - CHEMIE - 2024

Dusičnan sodný je krystalický anorganické pevné obsahuje sodíkových iontů Na ⁺ a dusičnan iontů NO ₃ ^-. Jeho chemický vzorec je NaNO ₃. V přírodě se vyskytuje jako minerální nitratin nebo nitratit, který se vyskytuje v hojnosti v poušti Atacama v Chile, proto se tento minerál nazývá také chilský slaný ledovec nebo caliche.

Dusičnan sodný je nehořlavá pevná látka, ale může urychlit oxidaci nebo spalování hořlavých materiálů. Z tohoto důvodu se široce používá v ohňostrojích, výbušninách, zápalkách, cihel na uhlí a v některých typech pesticidů k ​​ničení hlodavců a jiných malých savců.

Nitratin nebo nitratit, minerát dusičnanu sodného NaNO ₃. John Sobolewski (JSS). Zdroj: Wikimedia Commons.

Schopnost podporovat spalování nebo vznícení jiných materiálů znamená, že s ním musí být zacházeno s velkou opatrností. Pokud je vystaven plamenům nebo ohni, může explodovat. Přesto se NaNO ₃ používá v potravinářském průmyslu, protože má konzervační vlastnosti, zejména u masa a některých druhů sýrů.

Jeho nadměrné požití však může způsobit zdravotní problémy, zejména u těhotných žen, kojenců a dětí. Transformací na dusitany v zažívacím systému může způsobit určité nemoci.

Chemická struktura

Rhombohedrální jednotková buňka NaNO3. Zdroj: Benjah-bmm27

Dusičnan sodný je tvořen sodíkovým kationtem Na ⁺ a dusičnanovým aniontem NO ₃ ^-.

Dusičnan sodný NaNO ₃. Ccroberts. Zdroj: Wikimedia Commons.

V dusičnanovém aniontu NO ₃ ^- dusík N má valenci +5 a kyslík a valenci -2. Z tohoto důvodu má dusičnanový anion záporný náboj.

Lewisova struktura dusičnanového iontu. Tem5psu. Zdroj: Wikimedia Commons.

Anion NO ₃ ^- má plochou a symetrickou strukturu, ve které tři kyslíky distribuují záporný náboj rovnoměrně nebo rovnoměrně.

V dusičnanovém iontu je záporný náboj rovnoměrně rozdělen mezi tři atomy kyslíku. Benjah-bmm27. Zdroj: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

-Dusičnan sodný

-Dusičnan sodný

-Solník sodíku (z anglického sodíku)

-Nitro soda (z anglického soda nitre)

- Chlapeček ledu

-Nitrát z Chile

-Nitratin

-Nitratite

-Caliche

Vlastnosti

Rhomboedrické krystaly dusičnanu sodného získané z jejich přesyceného roztoku. Zdroj: Vadim Sedov

Fyzický stav

Bezbarvé až bílé pevné, trigonální nebo kosočtverečné krystaly.

Molekulární váha

84,995 g / mol

Bod tání

308 ° C

Bod varu

380 ° C (rozklad).

Hustota

2,257 g / cm ³ při 20 ° C

Rozpustnost

Rozpustný ve vodě: 91,2 g / 100 g vody při 25 ° C nebo 1 g v 1,1 ml vody. Mírně rozpustný v ethanolu a methanolu.

pH

Roztoky dusičnanu sodného jsou neutrální, to znamená, že nejsou kyselé ani zásadité, proto jejich pH je 7.

Další vlastnosti

Je to hygroskopická pevná látka, to znamená, že absorbuje vodu z okolního prostředí.

Pevné NaNO ₃ dusičnan sodný. Ondřej Mangl. Zdroj: Wikimedia Commons.

Jeho rozpouštění ve vodě způsobuje ochlazení roztoku, takže se říká, že tento proces rozpouštění je endotermický, jinými slovy, když rozpouští, absorbuje teplo z okolního prostředí, a proto se roztok ochladí.

Při velmi nízkých dusičnanu sodného je rozpustná v kapalném amoniaku NH ₃, tvořící Nano ₃ · 4NH ₃ pod -42 ° C, NaNO ₃ není hořlavý, ale jeho přítomnost urychluje spalování materiálů nebo sloučenin, které jsou. Je tomu tak proto, že při zahřátí produkuje mezi jinými plyny kyslík O ₂.

Získání

Získává se hlavně extrakcí z minerálních ložisek nebo slaných dolů v Chile (caliche nebo nitratite). K tomu, roztokem chloridu sodného se použije a potom krystalizace a rekrystalizace se provádí pro získání čistší NaNO ₃ krystaly.

Tyto doly se nacházejí hlavně v Jižní Americe na severu Chile v poušti Atacama. Tam je spojen s dusičnanem draselným KNO ₃ a rozkladem organické hmoty.

Poloha pouště Atacama v severním Chile, kde jsou významná ložiska dusičnanu sodného. INC. Zdroj: Wikimedia Commons.

To může také být získány reakcí kyseliny dusičné s uhličitanem sodným Na ₂ CO ₃, nebo s hydroxidem sodným NaOH:

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

Přítomnost v lidském organismu

Dusičnan sodný může vstoupit do lidského těla potravou a pitnou vodou, která je obsahuje.

60-80% požitého dusičnanu pochází z ovoce a zeleniny. Druhým zdrojem je uzená masa. Používá se v masném průmyslu k prevenci mikrobiálního růstu a zachování barvy.

Vysoký podíl dusičnanů přítomných v lidském těle však pochází z jeho endogenní syntézy nebo v důsledku procesů v těle.

Aplikace

V potravinářském průmyslu

Používá se jako konzervační látka v potravinách, jako vytvrzovací činidlo pro nakládané maso a jako prostředek pro zachování barvy u masa. Potraviny, které jej mohou obsahovat, jsou slanina, párky, šunka a některé sýry.

Uzená masa, která pravděpodobně obsahují dusičnan sodný. Autor: Falco. Zdroj: Pixabay.

V hnojivech

Dusičnan sodný se používá v hnojivých směsích k hnojení tabáku, bavlny a zeleniny.

Traktor hnojení plantáže. Autor: Franck Barske. Zdroj: Pixabay.

Jako promotor nebo promotor spalování nebo výbuchu

NaNO ₃ se používá jako oxidační činidlo v mnoha aplikacích. Je to pevná látka bohatá na kyslík, která usnadňuje proces vznícení tím, že produkuje O ₂.

Přítomnost NaNO ₃ znamená, že materiály nevyžadují ke vznícení kyslík z vnějších zdrojů, protože dodává dostatek O ₂ k udržení exotermických (generujících teplo) reakcí, ke kterým dochází během vznícení nebo exploze.

Dlouho se používá jako hlavní okysličovadlo v pyrotechnických materiálech (ohňostroje), jako oxidační složka ve výbušninách a detonačních nebo tryskacích prostředcích a jako pohonná látka.

Ohňostroj. Ve svém složení je dusičnan sodný NaNO ₃. Autor: WearingPlaid. Zdroj: Pixabay.

Používá se také ke zlepšení spalování uhlí z uhlí (brikety), k podpoře vznícení zápalek a dokonce ke zlepšení hořlavých vlastností tabáku.

Odstranit hlodavce a jiné savce

Používá se pro speciální typ pesticidů. Prostředky, které jej obsahují, jsou pyrotechnické fumiganty, které jsou umístěny a zapáleny v nory, uvolňující smrtelné dávky toxických plynů.

Z tohoto důvodu se používá k ovládání různých hlodavců, svišť, kojotů a skunků, na otevřených polích, pastvinách, nekultivovaných plochách, trávnících a golfových hřištích.

Při přípravě dalších sloučenin

Používá se k výrobě kyseliny dusičné HNO ₃, dusitan sodný dusitanu ₂, a také působí jako katalyzátor při výrobě kyseliny sírové H ₂ SO ₄.

Používá se k výrobě oxidu dusného N ₂ O a jako oxidační činidlo při výrobě farmaceutických sloučenin.

Při těžbě kovů z elektronického odpadu

Někteří vědci zjistili, že NaNO ₃ usnadňuje neznečišťující těžbu kovů obsažených v odpadu z elektronických zařízení (mobilní telefony, tablety, počítače atd.).

Použitelnými kovy, které lze extrahovat ze součástí těchto elektronických zařízení, jsou nikl Ni, kobalt Co, mangan Mn, zinek Zn, měď Cu a hliník Al.

Extrakce se provádí za použití pouze NaNO ₃ roztoku a polymer. Dosáhne se výtěžku 60%.

Tímto způsobem lze recyklovat elektronický odpad, což přispívá k minimalizaci odpadu a stabilnímu využití zdrojů.

Ve výzkumu zdraví a cvičení

Podle některých studií má požití doplňků NaNO ₃ nebo potravin, které je obsahují, přirozeně pozitivní účinky na zdraví. Mezi potraviny bohaté na dusičnany patří řepa, špenát a rukolou.

Účinky zahrnují zlepšení kardiovaskulárního systému, snížení krevního tlaku, zlepšení průtoku krve a zvýšení množství kyslíku v tkáních, které fyzicky cvičí.

To ukazuje, že použití NaNO ₃ lze považovat za levný lék při prevenci a léčbě pacientů s problémy s krevním tlakem.

Kromě toho může sloužit jako účinná a přirozená pomoc při zvyšování svalové síly u sportovců.

Při různých použitích

Reklamní plakát z 20. století, podněcující k hnojení půdy dusičnanem z Chile. David Perez. Zdroj: Wikimedia Commons.

Používá se jako okysličovadlo a tavidlo při výrobě skla a keramických glazur. Používá se také ve speciálních cementech.

Slouží jako chemické činidlo při získávání cínu z kovového šrotu, při latexové koagulaci, v jaderném průmyslu a při regulaci koroze ve vodných systémech.

Rizika

Nebezpečí manipulace

Má tu vlastnost, že urychluje spalování hořlavých materiálů. Při požáru může dojít k výbuchu.

Při dlouhodobém vystavení teplu nebo ohni může explodovat a vytvářet toxické oxidy dusíku.

Problémy týkající se jeho požití s ​​jídlem nebo vodou

Dusičnan může být při požití dusitanem jak v ústech, tak v žaludku a ve střevech.

Dusitan reakcí s aminy přítomnými v některých potravinách se může stát nitrosaminy v kyselém prostředí, jako je žaludek. Nitrosaminy jsou karcinogenní.

K tomu však nedochází, pokud se ovoce a zelenina obsahující dusičnany konzumují přirozeně.

Podle některých studií může přítomnost vysokých hladin dusičnanů způsobit poruchu krve, díky níž nemůže být kyslík ve tkáních účinně uvolňován.

K tomu může dojít u kojenců, jejichž mléčná formule je vyrobena ze studny, která obsahuje dusičnany.

Bylo také pozorováno, že vysoká hladina dusičnanů může způsobovat problémy při těhotenství dětí, způsobovat spontánní potraty, předčasné porody nebo defekty v nervové trubici plodu.

Nedávno bylo zjištěno, že dusičnan sodný může představovat riziko pro vývoj pohybového aparátu a u lidí je ovlivněna komunikace nerv-svalovina.

Dusičnan sodný v potravinách

Dusičnan sodný se nachází jako přísada ve slanině a jiných masných výrobcích. Zdroj: cookbookman17 via Flickr (https://www.flickr.com/photos//6175755733)

Dusičnan sodný je synonymem pro maso, protože spolu s dusitanem se k nim přidávají za účelem jejich uchování a zlepšení jejich vzhledu a chutí. V důsledku toho byla nadměrná konzumace masa (párky v rohlíku, slanina, šunky, uzené ryby atd.) Zapojena do rušivého spojení rakovin v celém zažívacím systému.

Přestože vztah mezi masem ošetřeným dusičnan-dusitanovými solemi a rakovinou není absolutní, doporučuje se zmírnit příjem.

Na druhé straně, zelenina (mrkev, řepa, ředkvičky, hlávkový salát, špenát atd.) Je bohatá na NaNO _3, protože ji díky své hnojivé akci absorbovala z kultivačních půd. Příjem této zeleniny, na rozdíl od masných výrobků, není spojen s výše uvedenými chorobami.

Důvodem jsou dva důvody: rozdíl v hladinách bílkovin v těchto potravinách a způsob, jakým jsou vařeny. Když jsou maso smažené nebo zahřáté na plamen, je podporována reakce mezi dusičnany a dusitany s určitými skupinami aminokyselin, čímž se produkují nitrosoaminy: skutečné karcinogeny.

Obsah vitamínu C, vlákniny a polyfenolů v zelenině snižuje tvorbu těchto nitrosoaminů. Proto samotný NaNO ₃ není hrozbou pro jídlo.

Reference

1. Americká národní lékařská knihovna. (2019). Dusičnan sodný. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ullmannova encyklopedie průmyslové chemie. (1990). Páté vydání. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
3. Pouretedal, HR a Ravanbod, M. (2015). Kinetické studium pyrotechniky Mg / NaNO ₃ pomocí neizotermální TG / DSC techniky. J Therm Anal Calorim (2015) 119: 2281-2288. Obnoveno z odkazu.springer.com.
4. Jarosz, J. a kol. (2016). Dusičnan sodný snižuje shlukování acetylcholinových receptorů vyvolané agriny. Farmakologie a toxikologie BMC (2016) 17:20. Obnoveno z bmcpharmacoltoxicol.biomedcentral.com.
5. Cotton, F. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chemie. Čtvrté vydání. John Wiley a synové.
6. Prival, MJ (2003). Rakovina. Karcinogeny v potravinovém řetězci. V encyklopedii potravinářských věd a výživy (druhé vydání). Obnoveno z sciposedirect.com.
7. Zakhodyaeva, YA et al. (2019). Složitá extrakce kovů ve vodném dvoufázovém systému na bázi poly (ethylenoxidu) 1500 a dusičnanu sodného. Molecules 2019, 24, 4078. Získáno z mdpi.com.
8. Clements, WT et al. (2014). Požití dusičnanů: přehled účinků na zdraví a fyzickou výkonnost. Nutrients 2014, 6, 5224-5264. Obnoveno z mdpi.com.