NATRIUMNITRAAT (NANO3): STRUCTUUR, EIGENSCHAPPEN, GEBRUIK, RISICO'S - CHEMIE - 2026

Het natriumnitraat is een kristallijne anorganische vaste stof en omvat een natriumion Na ⁺ en nitraation NO ₃ ^- . De chemische formule is NaNO ₃ . In de natuur komt het voor als het mineraal nitratine of nitratiet, dat in overvloed voorkomt in de Atacama woestijn in Chili, daarom wordt dit mineraal ook wel Chileense salpeter of caliche genoemd.

Natriumnitraat is een niet-brandbare vaste stof, maar het kan de oxidatie of verbranding van brandbare materialen versnellen. Om deze reden wordt het veel gebruikt in vuurwerk, explosieven, lucifers, houtskoolstenen en sommige soorten pesticiden om knaagdieren en andere kleine zoogdieren te doden.

Nitratine of nitratiet, natriumnitraatmineraal NaNO ₃ . John Sobolewski (JSS). Bron: Wikimedia Commons.

Omdat het verbranding of ontbranding van andere materialen kan bevorderen, moet er met grote voorzichtigheid mee worden omgegaan. Als het wordt blootgesteld aan vlammen of vuur, kan het ontploffen. Desondanks wordt NaNO ₃ in de voedingsindustrie gebruikt omdat het conserverende eigenschappen heeft, vooral in vleeswaren en sommige kaassoorten.

Teveel innemen kan echter gezondheidsproblemen veroorzaken, vooral bij zwangere vrouwen, baby's en kinderen. Door om te zetten in nitrieten in het spijsverteringsstelsel, kan het bepaalde ziekten veroorzaken.

Chemische structuur

Rhombohedrale eenheidscel van NaNO3. Bron: Benjah-bmm27

Natriumnitraat bestaat uit een natriumkation Na ⁺ en een nitraatanion NO ₃ ^- .

Natriumnitraat NaNO ₃ . Ccroberts. Bron: Wikimedia Commons.

In het nitraatanion NO ₃ ^- stikstof N heeft een valentie van +5 en zuurstof een valentie van -2. Om deze reden heeft het nitraatanion een negatieve lading.

Lewis-structuur van het nitraation. Tem5psu. Bron: Wikimedia Commons.

Het anion NO ₃ ^- heeft een vlakke en symmetrische structuur, waarbij de drie zuurstofatomen de negatieve lading gelijkmatig of gelijkmatig verdelen.

In het nitraation wordt de negatieve lading gelijkmatig verdeeld over de drie zuurstofatomen. Benjah-bmm27. Bron: Wikimedia Commons.

Nomenclatuur

-Natriumnitraat

-Natriumnitraat

-Sodium salpeter (van de Engelse natrium salpeter)

-Nitro soda (van Engelse soda nitre)

-Chili salpeter

-Nitraat uit Chili

-Nitratin

-Nitratiet

-Caliche

Eigendommen

Rhombohedrale kristallen van natriumnitraat verkregen uit een oververzadigde oplossing daarvan. Bron: Vadim Sedov

Fysieke toestand

Kleurloze tot witte vaste, trigonale of rhombohedrale kristallen.

Molecuulgewicht

84,995 g / mol

Smeltpunt

308 ºC

Kookpunt

380 ° C (ontleedt).

Dichtheid

2,257 g / cm ³ bij 20 ° C.

Oplosbaarheid

Oplosbaar in water: 91,2 g / 100 g water van 25 ºC of 1 g in 1,1 ml water. Enigszins oplosbaar in ethanol en methanol.

pH

Natriumnitraatoplossingen zijn neutraal, dat wil zeggen niet zuur of basisch, daarom is hun pH 7.

Andere eigenschappen

Het is een hygroscopische vaste stof, dat wil zeggen dat het water uit de omgeving opneemt.

Vast NaNO ₃ natriumnitraat . Ondřej Mangl. Bron: Wikimedia Commons.

Het oplossen in water zorgt ervoor dat de oplossing afkoelt, dus er wordt gezegd dat dit oplossingsproces endotherm is, met andere woorden, wanneer het oplost, absorbeert het warmte uit de omgeving en daarom koelt de oplossing af.

Bij een zeer laag gehalte aan natriumnitraat is het oplosbaar in vloeibare ammoniak NH ₃ en vormt het NaNO ₃ · 4NH ₃ onder -42 ° C.

NaNO ₃ is niet brandbaar, maar zijn aanwezigheid versnelt de verbranding van materialen of verbindingen die dat wel zijn. Dit komt doordat het bij verhitting onder andere zuurstof O ₂ produceert .

Het verkrijgen van

Het wordt voornamelijk verkregen door extractie uit minerale afzettingen of salpeter-mijnen in Chili (caliche of nitratiet). Hiervoor wordt een zoutoplossing gebruikt en vervolgens kristallisatie en herkristallisatie worden uitgevoerd ter verkrijging van zuivere NaNO ₃ kristallen .

Deze mijnen komen voornamelijk voor in Zuid-Amerika in het noorden van Chili in de Atacama-woestijn. Daar wordt het geassocieerd met kaliumnitraat KNO ₃ en ontbindend organisch materiaal.

Locatie van de Atacama-woestijn in het noorden van Chili, waar zich belangrijke afzettingen van natriumnitraat bevinden. INC. Bron: Wikimedia Commons.

Het kan ook worden verkregen door salpeterzuur te laten reageren met natriumcarbonaat Na ₂ CO ₃ of met natriumhydroxide NaOH:

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

Aanwezigheid in het menselijk organisme

Natriumnitraat kan het menselijk lichaam binnendringen via voedsel en drinkwater dat het bevat.

60-80% van het ingenomen nitraat is afkomstig van fruit en groenten. Een tweede bron is vleeswaren. Het wordt door de vleesindustrie gebruikt om microbiële groei tegen te gaan en kleur te behouden.

Een groot deel van het nitraat dat in het menselijk lichaam aanwezig is, is echter afkomstig van de endogene synthese of van processen in het lichaam.

Toepassingen

In de voedingsindustrie

Het wordt gebruikt als conserveermiddel in voedingsmiddelen, als genezingsmiddel voor gebeitst vlees en als kleurbehoudmiddel voor vlees. Levensmiddelen die het kunnen bevatten zijn spek, worstjes, ham en sommige kazen.

Gezouten vlees dat waarschijnlijk natriumnitraat bevat. Auteur: Falco. Bron: Pixabay.

In meststoffen

Natriumnitraat wordt gebruikt in meststofmengsels om tabak, katoen en groentegewassen te bemesten.

Trekker die een plantage bemest. Auteur: Franck Barske. Bron: Pixabay.

Als promotor of promotor van verbranding of explosie

NaNO ₃ wordt in veel toepassingen als oxidatiemiddel gebruikt. Het is een zuurstofrijke vaste stof die het ontstekingsproces vergemakkelijkt door O _{2 te} produceren .

De aanwezigheid van NaNO ₃ betekent dat materialen geen zuurstof uit externe bronnen nodig hebben om te ontbranden, aangezien het voldoende O ₂ levert om de exotherme (warmte-genererende) reacties die optreden tijdens ontsteking of explosie zelf in stand te houden.

Het wordt al lang gebruikt als het belangrijkste oxidatiemiddel in pyrotechnische materialen (vuurwerk), als oxiderende component in explosieven en detonatie- of explosiemiddelen en als drijfgas.

Vuurwerk. In zijn samenstelling zit natriumnitraat NaNO ₃ . Auteur: WearingPlaid. Bron: Pixabay.

Het wordt ook gebruikt om de verbranding van houtskoolstenen (briketten) te verbeteren, de ontsteking van lucifers te bevorderen en zelfs om de brandbare eigenschappen van tabak te verbeteren.

Om knaagdieren en andere zoogdieren te elimineren

Het wordt gebruikt voor een speciaal type pesticide. De composities die het bevatten, zijn pyrotechnische ontsmettingsmiddelen die in holen worden geplaatst en in brand worden gestoken, waarbij dodelijke doses giftige gassen vrijkomen.

Om deze reden wordt het gebruikt voor de bestrijding van verschillende knaagdieren, marmotten, coyotes en stinkdieren, in open velden, graslanden, onbebouwde gebieden, gazons en golfbanen.

Bij de bereiding van andere verbindingen

Het wordt gebruikt bij de vervaardiging van salpeterzuur HNO ₃ , natriumnitriet NaNO ₂ , en werkt ook als katalysator bij de bereiding van zwavelzuur H ₂ SO ₄ .

Het wordt gebruikt bij de vervaardiging van lachgas N ₂ O en als oxidatiemiddel bij de vervaardiging van farmaceutische verbindingen.

Bij de winning van metalen uit elektronisch afval

Bepaalde onderzoekers ontdekten dat NaNO ₃ de niet-vervuilende winning van metalen in afval van elektronische apparatuur (mobiele telefoons, tablets, computers, enz.) Vergemakkelijkt.

Bruikbare metalen die kunnen worden gewonnen uit de componenten van deze elektronische apparatuur zijn nikkel Ni, kobalt Co, mangaan Mn, zink Zn, koper Cu en aluminium Al.

De extractie wordt uitgevoerd met alleen een NaNO _3- oplossing en een polymeer. En er wordt een rendement van 60% behaald.

Op deze manier kan elektronisch afval worden gerecycled, wat bijdraagt ​​aan het minimaliseren van afval en het stabiel terugwinnen van hulpbronnen.

In gezondheids- en bewegingsonderzoek

Volgens sommige onderzoeken heeft de inname van NaNO _3- supplementen of voedingsmiddelen die het bevatten van nature positieve effecten op de gezondheid. Enkele van de voedingsmiddelen die rijk zijn aan nitraten zijn bieten, spinazie en rucola.

De effecten zijn onder meer het verbeteren van het cardiovasculaire systeem, het verlagen van de bloeddruk, het verbeteren van de bloedstroom en het verhogen van de hoeveelheid zuurstof in weefsels die fysiek aan het trainen zijn.

Dit geeft aan dat het gebruik van NaNO ₃ kan worden beschouwd als een goedkope medicatie bij de preventie en behandeling van patiënten met bloeddrukproblemen.

Bovendien kan het dienen als een effectief en natuurlijk hulpmiddel om de spierkracht bij atleten te vergroten.

In verschillende toepassingen

Reclameaffiche uit de 20e eeuw, die aanzet tot bemesting van de bodem met nitraat uit Chili. David Perez. Bron: Wikimedia Commons.

Het wordt gebruikt als oxidatiemiddel en vloeimiddel bij de vervaardiging van glazuren van glas en keramiek. Het wordt ook gebruikt in speciale cementen.

Het dient als chemisch middel bij het terugwinnen van tin uit metaalschroot, bij latexcoagulatie, in de nucleaire industrie en bij de beheersing van corrosie in waterige systemen.

Risico's

Gevaren bij het hanteren

Het heeft de eigenschap de verbranding van brandbare materialen te versnellen. Als u bij brand betrokken bent, kan er een explosie optreden.

Bij langdurige blootstelling aan hitte of vuur kan het exploderen, waarbij giftige stikstofoxiden vrijkomen.

Problemen die verband houden met het inslikken met voedsel of water

Nitraat kan bij inname nitriet worden, zowel in de mond als in de maag en darmen.

Nitriet kan, door te reageren met de aminen die in sommige voedingsmiddelen aanwezig zijn, nitrosaminen worden in een zure omgeving, zoals in de maag. Nitrosaminen zijn kankerverwekkend.

Dit gebeurt echter niet wanneer fruit en groenten die nitraten bevatten van nature worden gegeten.

Volgens sommige onderzoeken kan de aanwezigheid van hoge nitraatgehaltes een bloedaandoening veroorzaken waardoor zuurstof niet effectief in de weefsels kan worden afgegeven.

Dit kan voorkomen bij baby's van wie de melkformule is gemaakt van bronwater dat nitraten bevat.

Er is ook waargenomen dat hoge nitraatgehaltes problemen kunnen veroorzaken bij de dracht van baby's, waardoor spontane abortussen, vroegtijdige bevallingen of defecten in de neurale buis van de foetus kunnen ontstaan.

Onlangs is ontdekt dat natriumnitraat een risico kan vormen voor de ontwikkeling van het bewegingsapparaat en dat de communicatie tussen zenuw en spier bij mensen verstoord is.

Natriumnitraat in voedsel

Natriumnitraat wordt aangetroffen als additief in spek en andere vleesproducten. Bron: cookbookman17 via Flickr (https://www.flickr.com/photos//6175755733)

Natriumnitraat is synoniem met vlees, omdat het samen met nitriet eraan wordt toegevoegd om het te behouden en het uiterlijk en de smaak te verbeteren. Als gevolg hiervan is de overmatige consumptie van vlees (hotdogs, bacon, hammen, gerookte vis, enz.) Betrokken geweest bij de verontrustende link van kankers in het hele spijsverteringsstelsel.

Hoewel de relatie tussen vlees dat met nitraat-nitrietzouten is behandeld en kanker niet absoluut is, wordt het aanbevolen om uw inname te matigen.

Aan de andere kant zijn groenten (wortelen, bieten, radijs, sla, spinazie, enz.) Rijk aan NaNO ₃ omdat ze het door de bemestende werking uit de teeltbodems hebben opgenomen. De inname van deze groenten, in tegenstelling tot die van vleesproducten, is niet gekoppeld aan bovengenoemde ziekten.

Dit heeft twee redenen: het verschil in eiwitniveaus van dergelijke voedingsmiddelen en de manier waarop ze worden gekookt. Wanneer vlees wordt gebakken of verwarmd op een vlam, wordt de reactie tussen nitraat-nitrieten met bepaalde groepen aminozuren bevorderd, waardoor nitrosoaminen worden geproduceerd: de echte kankerverwekkende stoffen.

Het gehalte aan vitamine C, vezels en polyfenolen in groenten vermindert de vorming van deze nitrosoamines. Daarom is NaNO ₃ alleen geen bedreiging voor voedsel.

Referenties

1. Amerikaanse National Library of Medicine. (2019). Natriumnitraat. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Vijfde editie. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
3. Pouretedal, HR en Ravanbod, M. (2015). Kinetische studie van Mg / NaNO ₃ pyrotechnisch gebruikmakend van niet-isotherme TG / DSC-techniek. J Therm Anal Calorim (2015) 119: 2281-2288. Opgehaald van link.springer.com.
4. Jarosz, J. et al .; (2016). Natriumnitraat vermindert door agrine geïnduceerde acetylcholinereceptorclustering. BMC-farmacologie en toxicologie (2016) 17:20. Opgehaald van bmcpharmacoltoxicol.biomedcentral.com.
5. Cotton, F. Albert en Wilkinson, Geoffrey. (1980). Geavanceerde anorganische chemie. Vierde druk. John Wiley & Sons.
6. Prival, MJ (2003). Kanker. Kankerverwekkende stoffen in de voedselketen. In Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (Second Edition). Opgehaald van sciencedirect.com.
7. Zakhodyaeva, YA et al. (2019). Complexe extractie van metalen in een waterig tweefasensysteem op basis van poly (ethyleenoxide) 1500 en natriumnitraat. Molecules 2019, 24, 4078. Hersteld van mdpi.com.
8. Clements, WT et al. (2014). Nitraatopname: een overzicht van de effecten op de gezondheid en fysieke prestaties. Nutriënten 2014, 6, 5224-5264. Opgehaald van mdpi.com.