Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
О нитратах в медицине см. Нитровазодилататор . Для функциональной группы - ОНО
2, см. Нитратный эфир .
Не путать с НЕТ-
2, нитрит .
Нитрат
Шаровидная модель нитрат-иона
Имена
Систематическое название ИЮПАК
Нитрат
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ChemSpider
UNII
  • InChI = 1S / NO3 / c2-1 (3) 4 / q-1
    Ключ: NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N
  • InChI = 1 / NO3 / c2-1 (3) 4 / q-1
    Ключ: NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYAI
  • [N +] (= O) ([O -]) [O-]
Характеристики
НЕТ-
3
Молярная масса62,004  г · моль -1
Конъюгированная кислотаАзотная кислота
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки на инфобоксы

Нитрат - это многоатомный ион с химической формулой NO.-
3. Соли, содержащие этот ион , называются нитратами . Нитраты - обычные компоненты удобрений и взрывчатых веществ. [1] Почти все неорганические нитраты растворимы в воде . Примером нерастворимого нитрата является оксинитрат висмута . Удаление одного электрона дает нитратный радикал , также называемый триоксидом азота NO.
3.

Структура [ править ]

Нитрат-ион с показанными частичными зарядами

Ион является сопряженным основанием из азотной кислоты , состоящее из одного центрального азота атома в окружении трех одинаково связанных атомами кислорода в тригональной плоской договоренности. Нитрат-ион несет формальный заряд -1. Этот заряд является результат комбинации формального заряда , в котором каждый из трех атомов кислорода несет в себе - 2 / 3 заряда, в то время как азот несет заряд +1, все эти добавления до формального заряда многоатомного иона нитрата. Такое расположение обычно используется в качестве примера резонанса . Как изоэлектронный карбонат иона нитрат-ион может быть представлен резонансными структурами:

Пищевые нитраты [ править ]

Богатый источник неорганических нитратов в рационе человека - это листовые зеленые продукты, такие как шпинат и руккола . НЕТ-
3(неорганический нитрат) является жизнеспособным активным компонентом свекольного сока и других овощей. Питьевая вода также является диетическим источником. [2]

Добавка нитратов дает положительные результаты при тестировании результатов упражнений на выносливость. [3]

Прием больших доз нитрата в форме чистого нитрата натрия или свекольного сока у молодых здоровых людей быстро увеличивает концентрацию нитратов в плазме примерно в 2-3 раза, и эта повышенная концентрация нитратов может сохраняться в течение как минимум 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]

Колбасные изделия [ править ]

Потребление нитритов в первую очередь определяется количеством съеденного обработанного мяса и концентрацией нитратов в этом мясе. Хотя нитриты - это азотистые соединения, которые в основном используются при консервировании мяса, нитраты также используются. Нитраты приводят к образованию нитрозаминов . [5] Производство канцерогенных нитрозаминов может быть подавлено за счет использования антиоксидантов витамина С и альфа-токоферольной формы витамина Е во время лечения. [6]

Антигипертензивные диеты, такие как диета DASH , обычно содержат высокие уровни нитратов, которые сначала восстанавливаются до нитритов в слюне, как это обнаруживается при тестировании слюны , до образования оксида азота . [2]

Возникновение и производство [ править ]

Нитратные соли найдены естественно на земле , как крупные месторождения, в частности нитронатрит , основной источник нитрата натрия.

Нитраты производятся рядом видов нитрифицирующих бактерий , а нитратные соединения для пороха (подробнее см. В этой теме) исторически производились в отсутствие источников минеральных нитратов с помощью различных процессов ферментации с использованием мочи и навоза.

В качестве побочного продукта ударов молнии в атмосфере, богатой азотом и кислородом Земли, азотная кислота образуется при взаимодействии диоксида азота с водяным паром.

Нитраты производятся промышленным способом из азотной кислоты . [1]

Использует [ редактировать ]

Нитраты в основном производятся для использования в качестве удобрений в сельском хозяйстве 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 основное применение нитратов - это окислители, особенно во взрывчатых веществах, где быстрое окисление углеродных соединений высвобождает большие объемы газов (см. , Например, порох ). Нитрат натрия используется для удаления пузырьков воздуха из расплавленного стекла и некоторых керамических изделий. Смеси расплавленной соли используются для упрочнения некоторых металлов. [1]

Обнаружение [ править ]

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. Самым популярным из этих анализов является тест Грисса , при котором нитрит превращается в сильно окрашенный азокраситель , подходящий для спектроскопического анализа в УФ-видимой области. 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, давая азокраситель. Предел обнаружениясоставляет от 0,02 до 2 мкМ. [7] Методы были адаптированы к биологическим образцам. [8]

Безопасность [ править ]

Острая токсичность нитратов невысока. Существуют «существенные разногласия» относительно долгосрочных рисков воздействия нитратов. Две области, которые могут вызывать беспокойство, заключаются в том, что (i) нитрат может быть предшественником нитрита в нижнем отделе кишечника, а нитрит является предшественником нитрозаминов, которые участвуют в канцерогенезе, и (ii) нитрат участвует в метгемоглобинемии , расстройстве гемоглобин эритроцитов. [9] [10]

Метгемоглобинемия [ править ]

Нитраты не действуют на младенцев и беременных. [11] [12] Синдром синего ребенка вызван 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 [ править ]

В Законе о безопасной питьевой воде Агентство по охране окружающей среды США установило максимальный уровень загрязнения 10 мг / л или 10 частей на миллион нитратов в питьевой воде. [14]

Совместным комитетом экспертов ФАО / ВОЗ по пищевым добавкам (JEFCA) была установлена ​​приемлемая суточная доза (ДСД) нитрат-ионов в диапазоне 0–3,7 мг (кг массы тела) -1 день -1 . [15]

Водная токсичность [ править ]

Нитрат морской поверхности из Атласа Мирового океана

В пресноводных или эстуарных системах вблизи суши концентрация нитратов может достигать смертельных для рыб концентраций. Хотя нитраты намного менее токсичны, 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 избыточных концентраций нитратов в водных системах основным источником является поверхностный сток с сельскохозяйственных или ландшафтных территорий, которые получили избыток нитратных удобрений. В результате эвтрофикация и цветение водорослей приводят к аноксии и мертвым зонам . Как следствие, поскольку нитраты составляют компонент всех растворенных твердых веществ , они широко используются в качестве индикатора качества воды .

Корм для домашних животных [ править ]

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% НЕТ 3% NO 3 –N% KNO 3Последствия
1<0,5<0,12<0,81В целом безопасно для мясного скота и овец
20,5–1,00,12–0,230,81–1,63Внимание: некоторые субклинические симптомы могут проявляться у беременных лошадей, овец и мясного скота.
31.00,231,63Проблемы с высоким содержанием нитратов: гибель крупного рогатого скота и овец могут быть причиной абортов.
4<1,23<0,28<2,00Максимально 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 [ править ]

Образование нитратов с элементами таблицы Менделеева.

  • v
  • т
  • е
Соли и ковалентные производные нитрат- иона
HNO 3Он
LiNO 3Быть (NO 3 ) 2B (НЕТ3)- 4RONO 2НЕТ- 3
NH 4 NO 3		HOONO 2FNO 3Ne
NaNO 3Mg (NO 3 ) 2Al (NO 3 ) 3SiпSClONO 2Ar
KNO 3Ca (NO 3 ) 2СБН (№ 3 ) 3Ti (NO 3 ) 4VO (NO 3 ) 3Cr (NO 3 ) 3Mn (NO 3 ) 2Fe (NO 3 ) 2
Fe (NO 3 ) 3		Co (NO 3 ) 2
Co (NO 3 ) 3		Ni (NO 3 ) 2CuNO 3
Cu (NO 3 ) 2		Zn (NO 3 ) 2Ga (NO 3 ) 3GeВ качествеSeBrKr
RbNO 3Sr (NO 3 ) 2Д (НЕТ 3 ) 3Zr (NO 3 ) 4NbПнTcRu (NO 3 ) 3Rh (NO 3 ) 3Pd (NO 3 ) 2
Pd (NO 3 ) 4		AgNO 3
Ag (NO 3 ) 2		Cd (NO 3 ) 2В (NO 3 ) 3SnСб (NO 3 ) 3TeINO 3Xe (NO 3 ) 2
CsNO 3Ba (NO 3 ) 2 Hf (NO 3 ) 4ТаWReОперационные системыIrPt (NO 3 ) 2
Pt (NO 3 ) 4		Au (NO 3 ) 3Hg 2 (NO 3 ) 2
Hg (NO 3 ) 2		TlNO 3
Tl (NO 3 ) 3		Pb (NO 3 ) 2Би (NO 3 ) 3
BiO (NO 3 )		Po (NO 3 ) 4ВRn
Пт № 3Ра (NO 3 ) 2 RfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvЦOg
↓
Ла (NO 3 ) 3Ce (NO 3 ) 3
Ce (NO 3 ) 4		Pr (NO 3 ) 3Nd (NO 3 ) 3PM (NO 3 ) 3См (NO 3 ) 3Eu (NO 3 ) 3Б-г (NO 3 ) 3Tb (NO 3 ) 3Dy (NO 3 ) 3Хо (нет 3 ) 3Er (NO 3 ) 3Тм (№ 3 ) 3Yb (NO 3 ) 3Лу (NO 3 ) 3
Ac (NO 3 ) 3Чт (NO 3 ) 4PaO 2 (NO 3 ) 3UO 2 (NO 3 ) 2Np (NO 3 ) 4Pu (NO 3 ) 4Am (NO 3 ) 3См (NO 3 ) 3BkCfEsFMМкрНетLr

См. Также [ править ]

  • Аммоний
  • f-соотношение
  • Нитрификация
  • Нитратин
  • Нитрит , анион NO-
    2
  • Триоксид азота , нейтральный радикал NO
    3
  • Пероксинитрат , OONO-
    2
  • Нитрат натрия

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Лауэ В., Тиманн М., Шайблер Э., Виганд К.В. (2006). «Нитраты и нитриты». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a17_265 .
  2. ^ a b Hord NG, Tang Y, Bryan NS (июль 2009 г.). «Пищевые источники нитратов и нитритов: физиологический контекст потенциальной пользы для здоровья» . Американский журнал клинического питания . 90 (1): 1–10. DOI : 10,3945 / ajcn.2008.27131 . PMID 19439460 . 
  3. ^ McMahon NF, Leveritt MD, Пейви TG (апрель 2017). «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. DOI : 10.1007 / s40279-016-0617-7 . PMID 27600147 . S2CID 207494150 .   
  4. ^ Maughan, Ronald J (2013). Еда, питание и спортивные результаты III . Нью-Йорк: Тейлор и Фрэнсис. п. 63. ISBN 978-0-415-62792-4.
  5. ↑ Bingham SA, Hughes R, Cross AJ (ноябрь 2002 г.). «Влияние белого и красного мяса на эндогенное N-нитрозирование в толстой кишке человека и дальнейшее доказательство дозовой зависимости» . Журнал питания . 132 (11 доп.): 3522S – 3525S. DOI : 10.1093 / JN / 132.11.3522S . PMID 12421881 . 
  6. ^ Партасарати DK, Bryan NS (ноябрь 2012). «Нитрит натрия:« лекарство »от недостаточности оксида азота». Мясная наука . 92 (3): 274–9. DOI : 10.1016 / j.meatsci.2012.03.001 . PMID 22464105 . 
  7. ^ Moorcroft, M .; Дэвис, Дж .; Комптон, Р.Г. (2001). «Обнаружение и определение нитратов и нитритов: обзор». Таланта . 54 (5): 785–803. DOI : 10.1016 / S0039-9140 (01) 00323-X . PMID 18968301 . 
  8. ^ Эллис, Грэм; Адатия, Ян; Йазданпанах, Мехрдад; Макела, Синикка К. (1998). «Анализы нитритов и нитратов: перспективы клинической биохимии». Клиническая биохимия . 31 (4): 195–220. DOI : 10.1016 / S0009-9120 (98) 00015-0 . PMID 9646943 . 
  9. ^ Powlson, Дэвид S .; Аддискотт, Том М .; Бенджамин, Найджел; Cassman, Ken G .; 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. DOI : 10,2134 / jeq2007.0177 . PMID 18268290 . 
  10. ^ «Нитраты и отравление нитритами: Введение» . Ветеринарное руководство Merck . Проверено 27 декабря 2008 .
  11. ^ Аддискотт, TM; Бенджамин, Н. (2006). «Нитраты и здоровье человека». Использование и управление почвами . 20 (2): 98–104. DOI : 10.1111 / j.1475-2743.2004.tb00344.x .
  12. ↑ AA Avery: Детская метгемоглобинемия - Пересмотр роли нитратов в питьевой воде , Environmental Health Perspectives , Volume 107, Number 7, July 1999.
  13. ^ Manassaram DM, Backer LC, Мессинг R, Fleming LE, Люк B, Monteilh CP (октябрь 2010). «Нитраты в питьевой воде и уровни метгемоглобина во время беременности: продольное исследование» . Здоровье окружающей среды . 9 (1): 60. DOI : 10,1186 / 1476-069x-9-60 . PMC 2967503 . PMID 20946657 .  
  14. ^ "4. Каковы правила EPA для питьевой воды для нитратов?" . Грунтовые воды и питьевая вода . Проверено 13 ноября 2018 .
  15. ^ Багери, 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. DOI : 10.1016 / j.jhazmat.2016.11.055 . PMID 27894754 . 
  16. Перейти ↑ Romano N, Zeng C (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. DOI : 10.1897 / 07-144r.1 . PMID 17705664 . 
  17. ↑ Шарп, Ширли. «Нитраты в аквариуме» . About.com . Проверено 30 октября 2013 года .
  18. ↑ Romano N, Zeng C (декабрь 2007 г.). «Влияние калия на опосредованные нитратами изменения осморегуляции у морских крабов». Водная токсикология . 85 (3): 202–8. DOI : 10.1016 / j.aquatox.2007.09.004 . PMID 17942166 . 
  19. ^ «Риск нитратов в кормовых культурах - часто задаваемые вопросы» . Сельское хозяйство и развитие сельских районов . Правительство Альберты . Проверено 30 октября 2013 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • ATSDR - Примеры из практики экологической медицины - Нитраты / нитритная токсичность ( архив )