Нитрат - Nitrate
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Систематическое название ИЮПАК Нитрат | |
| Идентификаторы | |
3D модель (JSmol ) | |
| ЧЭБИ | |
| ChemSpider | |
PubChem CID | |
| UNII | |
| |
| |
| Характеристики | |
| НЕТ− 3 | |
| Молярная масса | 62.004 г · моль−1 |
| Конъюгированная кислота | Азотная кислота |
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
| Ссылки на инфобоксы | |
Нитрат это многоатомный ион с химическая формула НЕТ−
3. Соли содержащий это анион называются нитраты. Нитраты - обычные компоненты удобрений и взрывчатых веществ.[1] Почти все нитраты растворимый в воды. Типичным примером неорганической нитратной соли является азотнокислый калий (Индийская селитра). Удаление одного электрона дает нитрат радикальный, также называемый триоксид азота НЕТ
3.
Структура
Анион - это сопряженное основание из азотная кислота, состоящий из одного центрального азот атом окружен тремя одинаково связанными атомами кислорода в тригонально плоский расположение. Нитрат-ион несет официальное обвинение -1. Этот заряд является результатом комбинированного формального заряда, в котором каждый из трех атомов кислорода несет:2⁄3 заряд, в то время как азот несет заряд +1, все это складывается с формальным зарядом многоатомного нитрат-иона. Это расположение обычно используется в качестве примера резонанс. Словно изоэлектронный карбонат иона нитрат-ион может быть представлен резонансными структурами:
Диетические нитраты
Богатый источник неорганических нитратов в рационе человека - это листовые зеленые продукты, такие как шпинат и руккола. НЕТ−
3 (неорганический нитрат) - жизнеспособный активный компонент в свекла сок и другие овощи. Питьевая вода также является диетическим источником.[2]
Добавка нитратов дает положительные результаты при тестировании результатов упражнений на выносливость.[3]
Проглатывание больших доз нитратов в чистом виде. нитрат натрия или свекольного сока у молодых здоровых людей быстро увеличивается плазма концентрация нитратов примерно в 2-3 раза, и эта повышенная концентрация нитратов может сохраняться не менее 2 недель. Повышенный уровень нитратов в плазме стимулирует выработку оксида азота. Оксид азота является важной физиологической сигнальной молекулой, которая используется, среди прочего, в регулировании кровотока в мышцах и дыхания митохондрий.[4]
Колбасы
Потребление нитритов в первую очередь определяется количеством съеденного обработанного мяса и концентрацией нитратов в этом мясе. Хотя нитриты представляют собой азотистые соединения, которые в основном используются при консервировании мяса, нитраты также используются. Нитраты приводят к образованию нитрозамины.[5] Производство канцерогенных нитрозаминов может подавляться за счет использования антиоксидантов. Витамин С и альфа-токоферол форма витамин Е во время отверждения.[6]
Антигипертензивные диеты, такие как DASH диета, как правило, содержат высокие уровни нитратов, которые сначала восстанавливаются до нитрит в слюне, как обнаружено в анализ слюны, до формирования оксид азота.[2]
Возникновение и производство
Нитратные соли встречаются в природе в виде крупных отложений, особенно нитратин, основной источник нитрата натрия.
Нитраты производятся рядом видов нитрифицирующие бактерии, а нитратные соединения для порох (подробнее см. в этой теме) исторически производились в отсутствие источников минеральных нитратов с помощью различных ферментация процессы с использованием мочи и навоза.
Как побочный продукт ударов молнии в богатой азотом и кислородом атмосфере Земли, азотная кислота производится, когда диоксид азота реагирует с водяным паром.
Нитраты производятся промышленным способом из азотная кислота.[1]
Использует
Нитраты в основном производятся для использования в качестве удобрения в сельское хозяйство из-за их высокой растворимости и способности к биологическому разложению. Основные нитратные удобрения - соли аммония, натрия, калия, кальция и магния. Для этого ежегодно производится несколько миллионов килограммов.[1]
Второе важное применение нитратов - это окислители, особенно во взрывчатых веществах, где быстрое окисление углеродных соединений высвобождает большие объемы газов (см. порох для примера). Нитрат натрия используется для удаления пузырьков воздуха из расплавленного стекла и некоторых керамических изделий. Смеси расплавленной соли используются для упрочнения некоторых металлов.[1]
Обнаружение
Практически все методы обнаружения нитратов основаны на его преобразовании в нитрит с последующим проведением тестов на нитриты. Восстановление нитрата до нитрита осуществляется медно-кадмиевым материалом. Проба вводится с помощью анализатора впрыска потока, и полученный нитритсодержащий сток затем объединяется с реагентом для колориметрического или электрохимического обнаружения. Самый популярный из этих тестов - Тест Грисса, в результате чего нитрит превращается в глубоко окрашенный азокраситель, подходит для УФ-видимого спектроскопического анализа. В методе используется реакционная способность азотистой кислоты, полученной при подкислении нитрита. Азотистая кислота избирательно реагирует с ароматическими аминами с образованием солей диазония, которые, в свою очередь, соединяются со вторым реагентом с образованием азокрасителя. В Предел обнаружения составляет от 0,02 до 2 мкМ.[7] Методы были адаптированы к биологическим образцам.[8]
Безопасность
Острая токсичность нитратов невысока. Существуют «существенные разногласия» относительно долгосрочных рисков воздействия нитратов. Есть две области, которые могут вызывать беспокойство: (i) нитрат может быть предшественником нитрита в нижнем отделе кишечника, а нитрит является предшественником нитрозаминов, которые участвуют в канцерогенезе, и (ii) нитрат участвует в метгемоглобинемия, нарушение гемоглобина красных кровяных телец.[9][10]
Метгемоглобинемия
Нитраты не действуют на младенцев и беременных.[11][12] Синдром синего ребенка вызывается рядом других факторов, таких как расстройство желудка, например, диарейная инфекция, непереносимость белков, токсичность тяжелых металлов и т. Д., При этом нитраты играют второстепенную роль.[13]
Стандарты питьевой воды
В Законе о безопасной питьевой воде Агентство по охране окружающей среды США установило максимальный уровень загрязнения питьевой водой 10 мг / л или 10 частей на миллион нитратов.[14]
Приемлемая суточная доза (ДСП) нитрат-ионов была установлена в диапазоне 0–3,7 мг (кг массы тела).−1 день−1 Объединенным комитетом экспертов ФАО / ВОЗ по пищевым добавкам (JEFCA).[15]
Водная токсичность
В пресная вода или же эстуарий В системах, расположенных близко к суше, концентрация нитратов может достигать смертельной для рыбы концентрации. Хотя нитрат гораздо менее токсичен, чем аммиак,[16] уровни нитратов более 30 ppm могут подавлять рост, ослаблять иммунную систему и вызывать стресс у некоторых водных видов.[17] Нитратная токсичность остается предметом споров.[18]
В большинстве случаев избыточной концентрации нитратов в водных системах основным источником является поверхностный сток из сельскохозяйственных или благоустроенный участки, получившие избыток нитратных удобрений. Результирующий эвтрофикация и цветение водорослей приводит к аноксия и мертвые зоны. Как следствие, поскольку нитраты являются компонентом общее количество растворенных твердых веществ, они широко используются как индикатор качество воды.
Корма для домашних животных
Симптомы отравления нитратами у домашних животных включают учащение пульса и дыхания; в запущенных случаях кровь и ткани могут стать синими или коричневыми. Корм можно проверить на нитраты; обработка состоит из дополнения или замены существующих запасов материалом с более низким содержанием нитратов. Безопасные уровни нитратов для различных видов домашнего скота следующие:[19]
| Категория | %НЕТ3 | %НЕТ3–N | % KNO3 | Последствия |
|---|---|---|---|---|
| 1 | < 0.5 | < 0.12 | < 0.81 | В целом безопасен для мясного скота и овец |
| 2 | 0.5–1.0 | 0.12–0.23 | 0.81–1.63 | Внимание: некоторые субклинические симптомы могут проявляться у беременных лошадей, овец и мясного скота. |
| 3 | 1.0 | 0.23 | 1.63 | Проблемы с высоким содержанием нитратов: гибель крупного рогатого скота и овец могут быть причиной абортов. |
| 4 | < 1.23 | < 0.28 | < 2.00 | Максимально безопасный уровень для лошадей. Не кормите беременных кобыл фуражами с высоким содержанием нитратов. |
Вышеуказанные значения указаны для сухой (без влаги) основы.
Соли и ковалентные производные
Образование нитратов с элементами таблицы Менделеева.
Смотрите также
- Аммоний
- f-соотношение
- Нитрификация
- Нитратин
- Нитриты, анион НЕТ−
2 - Триоксид азота, нейтральный радикал НЕТ
3 - Пероксинитрат, OONO–
2 - Нитрат натрия
Рекомендации
- ^ а б c d Лауэ В., Тиманн М., Шайблер Э., Виганд К.В. (2006). «Нитраты и нитриты». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a17_265.
- ^ а б Хорд Н.Г., Тан Й., Брайан Н.С. (июль 2009 г.). «Пищевые источники нитратов и нитритов: физиологический контекст потенциальной пользы для здоровья». Американский журнал клинического питания. 90 (1): 1–10. Дои:10.3945 / ajcn.2008.27131. PMID 19439460.
- ^ МакМахон Н.Ф., Леверитт М.Д., Пейви Т.Г. (апрель 2017 г.). «Влияние пищевых добавок с нитратами на выполнение упражнений на выносливость у здоровых взрослых: систематический обзор и метаанализ» (PDF). Спортивная медицина (Окленд, Новая Зеландия). 47 (4): 735–756. Дои:10.1007 / s40279-016-0617-7. PMID 27600147.
- ^ Моган, Рональд Дж (2013). Еда, питание и спортивные результаты III. Нью-Йорк: Тейлор и Фрэнсис. п. 63. ISBN 978-0-415-62792-4.
- ^ Бингем С.А., Хьюз Р., Кросс А.Дж. (ноябрь 2002 г.). «Влияние белого мяса по сравнению с красным мясом на эндогенное N-нитрозирование в толстой кишке человека и дополнительные доказательства дозозависимости». Журнал питания. 132 (11 Прил.): 3522S – 3525S. Дои:10.1093 / jn / 132.11.3522S. PMID 12421881.
- ^ Партасарати Д.К., Брайан Н.С. (ноябрь 2012 г.). «Нитрит натрия:« лекарство »от недостаточности оксида азота». Наука о мясе. 92 (3): 274–9. Дои:10.1016 / j.meatsci.2012.03.001. PMID 22464105.
- ^ Moorcroft, M .; Дэвис, Дж .; Комптон, Р. Г. (2001). «Обнаружение и определение нитратов и нитритов: обзор». Таланта. 54 (5): 785–803. Дои:10.1016 / S0039-9140 (01) 00323-X. PMID 18968301.
- ^ Эллис, Грэм; Адатия, Ян; Йазданпанах, Мехрдад; Макела, Синикка К. (1998). «Анализы нитритов и нитратов: перспективы клинической биохимии». Клиническая биохимия. 31 (4): 195–220. Дои:10.1016 / S0009-9120 (98) 00015-0. PMID 9646943.
- ^ Паулсон, Дэвид С .; Аддискотт, Том М .; Бенджамин, Найджел; Кассман, Кен Дж .; Де Кок, Тео М .; Ван Гринсвен, Ханс; l'Hirondel, Жан-Луи; Эйвери, Алекс А .; Ван Кессель, Крис (2008). «Когда нитраты становятся опасными для человека?». Журнал качества окружающей среды. 37 (2): 291–5. Дои:10.2134 / jeq2007.0177. PMID 18268290.
- ^ «Нитраты и отравление нитритами: Введение». Ветеринарное руководство Merck. Получено 2008-12-27.
- ^ Addiscott, T.M .; Бенджамин, Н. (2006). «Нитраты и здоровье человека». Использование почвы и управление. 20 (2): 98–104. Дои:10.1111 / j.1475-2743.2004.tb00344.x.
- ^ А. А. Эйвери: Детская метгемоглобинемия - переосмысление роли нитратов в питьевой воде, Перспективы гигиены окружающей среды, Volume 107, Number 7, июль 1999 г.
- ^ Manassaram DM, Backer LC, Messing R, Fleming LE, Luke B, Monteilh CP (октябрь 2010 г.). «Нитраты в питьевой воде и уровни метгемоглобина во время беременности: продольное исследование». Состояние окружающей среды. 9 (1): 60. Дои:10.1186 / 1476-069x-9-60. ЧВК 2967503. PMID 20946657.
- ^ «4. Каковы правила EPA для питьевой воды по содержанию нитратов?». Грунтовые воды и питьевая вода. Получено 2018-11-13.
- ^ Bagheri, H .; Hajian, A .; Rezaei, M .; Ширзадмехр, А. (2017). «Композит наночастиц металла Cu - многослойные углеродные нанотрубки - восстановленный оксид графена как новая и высокоэффективная платформа электрохимического датчика для одновременного определения нитрита и нитрата». Журнал опасных материалов. 324 (Pt B): 762–772. Дои:10.1016 / j.jhazmat.2016.11.055. PMID 27894754.
- ^ Романо Н., Цзэн С. (сентябрь 2007 г.). «Острая токсичность нитрата натрия, нитрата калия и хлорида калия и их влияние на состав гемолимфы и структуру жабр ранних молодых синих крабов-пловцов (Portunus pelagicus Linnaeus, 1758) (Decapoda, Brachyura, Portunidae)». Экологическая токсикология и химия. 26 (9): 1955–62. Дои:10.1897 / 07-144р.1. PMID 17705664.
- ^ Шарп, Ширли. «Нитраты в аквариуме». About.com. Получено 30 октября, 2013.
- ^ Романо Н., Цзэн С. (декабрь 2007 г.). «Влияние калия на опосредованные нитратами изменения осморегуляции у морских крабов». Водная токсикология. 85 (3): 202–8. Дои:10.1016 / j.aquatox.2007.09.004. PMID 17942166.
- ^ «Нитратный риск в кормовых культурах - часто задаваемые вопросы». Сельское хозяйство и развитие сельских районов. Правительство Альберты. Получено 30 октября, 2013.