NATRIUMNITRAT (NANO3): STRUKTUR, EIGENSCHAFTEN, VERWENDUNGEN, RISIKEN - CHEMIE - 2025

Das Natriumnitrat ist ein kristalliner anorganischer Feststoff, der ein Natriumion Na ⁺ und ein Nitration NO ₃ ^{- umfasst} . Seine chemische Formel lautet NaNO ₃ . In der Natur kommt es als Mineral Nitratin oder Nitratit vor, das in der Atacama-Wüste in Chile im Überfluss vorkommt, weshalb dieses Mineral auch als chilenischer Salpeter oder Caliche bezeichnet wird.

Natriumnitrat ist ein nicht brennbarer Feststoff, kann jedoch die Oxidation oder Verbrennung brennbarer Materialien beschleunigen. Aus diesem Grund wird es häufig in Feuerwerkskörpern, Sprengstoffen, Streichhölzern, Holzkohleziegeln und einigen Arten von Pestiziden verwendet, um Nagetiere und andere kleine Säugetiere abzutöten.

Nitratin oder Nitratit, Natriumnitratmineral NaNO ₃ . John Sobolewski (JSS). Quelle: Wikimedia Commons.

Die Fähigkeit, die Verbrennung oder Zündung anderer Materialien zu fördern, bedeutet, dass mit großer Vorsicht umgegangen werden muss. Wenn es Flammen oder Feuer ausgesetzt ist, kann es explodieren. Trotzdem wird NaNO ₃ in der Lebensmittelindustrie verwendet, da es konservierende Eigenschaften hat, insbesondere in Fleisch und einigen Käsesorten.

Eine übermäßige Einnahme kann jedoch zu Gesundheitsproblemen führen, insbesondere bei schwangeren Frauen, Babys und Kindern. Durch die Umwandlung in Nitrite im Verdauungssystem kann es zu bestimmten Krankheiten kommen.

Chemische Struktur

Rhomboedrische Einheitszelle von NaNO3. Quelle: Benjah-bmm27

Natriumnitrat besteht aus einem Natriumkation Na ⁺ und einem Nitratanion NO ₃ ^- .

Natriumnitrat NaNO ₃ . Ccroberts. Quelle: Wikimedia Commons.

Im Nitratanion NO ₃ ^- Stickstoff N hat eine Wertigkeit von +5 und Sauerstoff einer Wertigkeit von -2. Aus diesem Grund ist das Nitratanion negativ geladen.

Lewis-Struktur des Nitrations. Tem5psu. Quelle: Wikimedia Commons.

Das Anion NO ₃ ^- hat eine flache und symmetrische Struktur, in der die drei Sauerstoffatome die negative Ladung gleichmäßig oder gleichmäßig verteilen.

Im Nitration ist die negative Ladung gleichmäßig auf die drei Sauerstoffatome verteilt. Benjah-bmm27. Quelle: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

-Natriumnitrat

-Natriumnitrat

-Natrium-Salpeter (aus dem englischen Natrium-Salpeter)

-Nitro Soda (aus englischem Soda Nitre)

-Chile Salpeter

-Nitrat aus Chile

-Nitratin

-Nitratit

-Caliche

Eigenschaften

Rhomboedrische Natriumnitratkristalle, erhalten aus einer übersättigten Lösung davon. Quelle: Vadim Sedov

Körperlicher Status

Farblose bis weiße feste, trigonale oder rhomboedrische Kristalle.

Molekulargewicht

84,995 g / mol

Schmelzpunkt

308 ºC

Siedepunkt

380 ° C (zersetzt sich).

Dichte

2,257 g / cm ³ bei 20 ° C.

Löslichkeit

Wasserlöslich: 91,2 g / 100 g Wasser bei 25 ºC oder 1 g in 1,1 ml Wasser. In Ethanol und Methanol schwer löslich.

pH

Natriumnitratlösungen sind neutral, dh weder sauer noch basisch, daher beträgt ihr pH 7.

Andere Eigenschaften

Es ist ein hygroskopischer Feststoff, das heißt, es absorbiert Wasser aus der Umwelt.

Festes NaNO ₃ -Natriumnitrat . Ondřej Mangl. Quelle: Wikimedia Commons.

Seine Auflösung in Wasser kühlt die Lösung ab, so dass gesagt wird, dass dieser Auflösungsprozess endotherm ist, dh wenn er sich auflöst, absorbiert er Wärme aus der Umgebung und deshalb kühlt die Lösung ab.

Bei sehr niedrigem Natriumnitrat ist es in flüssigem Ammoniak NH ₃ löslich und bildet NaNO ₃ · 4NH ₃ unterhalb von -42 ° C.

NaNO ₃ ist nicht brennbar, aber seine Anwesenheit beschleunigt die Verbrennung von Materialien oder Verbindungen, die es sind. Dies liegt daran, dass beim Erhitzen unter anderem Sauerstoff O ₂ entsteht .

Erhalten

Es wird hauptsächlich durch Gewinnung aus Mineralvorkommen oder Salpeterminen in Chile (Caliche oder Nitratit) gewonnen. Hierzu wird Salzlösung verwendet und anschließend kristallisiert und umkristallisiert, um reinere NaNO ₃ -Kristalle zu erhalten .

Diese Minen kommen hauptsächlich in Südamerika im Norden Chiles in der Atacama-Wüste vor. Dort ist es mit Kaliumnitrat KNO ₃ und der Zersetzung organischer Stoffe verbunden.

Lage der Atacama-Wüste im Norden Chiles, wo sich wichtige Natriumnitratvorkommen befinden. INC. Quelle: Wikimedia Commons.

Es kann auch durch Umsetzen von Salpetersäure mit Natriumcarbonat Na ₂ CO ₃ oder mit Natriumhydroxid NaOH erhalten werden:

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

Präsenz im menschlichen Organismus

Natriumnitrat kann durch Nahrung und Trinkwasser, das es enthält, in den menschlichen Körper gelangen.

60-80% des aufgenommenen Nitrats stammt aus Obst und Gemüse. Eine zweite Quelle ist Wurstwaren. Es wird von der Fleischindustrie verwendet, um das Wachstum von Mikroben zu verhindern und die Farbe zu erhalten.

Ein hoher Anteil an Nitrat im menschlichen Körper stammt jedoch aus seiner endogenen Synthese oder aus Prozessen im Körper.

Anwendungen

In der Lebensmittelindustrie

Es wird als Konservierungsmittel in Lebensmitteln, als Härter für eingelegtes Fleisch und als Farbretentionsmittel für Fleisch verwendet. Lebensmittel, die es enthalten können, sind Speck, Würstchen, Schinken und einige Käsesorten.

Wurstwaren, die wahrscheinlich Natriumnitrat enthalten. Verfasser: Falco. Quelle: Pixabay.

In Düngemitteln

Natriumnitrat wird in Düngemittelmischungen zur Düngung von Tabak-, Baumwoll- und Gemüsepflanzen verwendet.

Traktor, der eine Plantage düngt. Verfasser: Franck Barske. Quelle: Pixabay.

Als Promotor oder Promotor der Verbrennung oder Explosion

NaNO ₃ wird in vielen Anwendungen als Oxidationsmittel verwendet. Es ist ein sauerstoffreicher Feststoff, der den Zündvorgang durch die Erzeugung von O ₂ erleichtert .

Das Vorhandensein von NaNO ₃ bedeutet, dass Materialien keinen Sauerstoff von externen Quellen benötigen, um sich zu entzünden, da es genügend O ₂ liefert, um die exothermen (wärmeerzeugenden) Reaktionen, die während der Zündung oder Explosion auftreten, selbst aufrechtzuerhalten.

Es wird seit langem als Hauptoxidationsmittel in pyrotechnischen Materialien (Feuerwerkskörpern), als oxidierende Komponente in Sprengstoffen und Detonations- oder Sprengmitteln sowie als Treibmittel verwendet.

Feuerwerk. In seiner Zusammensetzung befindet sich Natriumnitrat NaNO ₃ . Autor: WearingPlaid. Quelle: Pixabay.

Es wird auch verwendet, um die Verbrennung von Kohleziegeln (Briketts) zu verbessern, die Beleuchtung in Streichhölzern zu begünstigen und sogar die brennbaren Eigenschaften von Tabak zu verbessern.

Um Nagetiere und andere Säugetiere zu eliminieren

Es wird für eine spezielle Art von Pestiziden verwendet. Die Zusammensetzungen, die es enthalten, sind pyrotechnische Begasungsmittel, die in Höhlen in Brand gesetzt werden und tödliche Dosen giftiger Gase freisetzen.

Aus diesem Grund wird es zur Bekämpfung verschiedener Nagetiere, Murmeltiere, Kojoten und Stinktiere auf offenen Feldern, in Graslandschaften, in unkultivierten Gebieten, auf Rasenflächen und auf Golfplätzen eingesetzt.

Bei der Herstellung anderer Verbindungen

Es wird zur Herstellung von Salpetersäure HNO ₃ , Natriumnitrit NaNO _{2 verwendet} und wirkt auch als Katalysator bei der Herstellung von Schwefelsäure H ₂ SO ₄ .

Es wird bei der Herstellung von Lachgas N ₂ O und als Oxidationsmittel bei der Herstellung von pharmazeutischen Verbindungen verwendet.

Bei der Gewinnung von Metallen aus Elektronikschrott

Bestimmte Forscher fanden heraus, dass NaNO ₃ die umweltfreundliche Extraktion von Metallen erleichtert, die in Abfällen elektronischer Geräte (Mobiltelefone, Tablets, Computer usw.) enthalten sind.

Nützliche Metalle, die aus den Komponenten dieser elektronischen Geräte extrahiert werden können, sind Nickel-Ni, Kobalt-Co, Mangan-Mn, Zink-Zn, Kupfer-Cu und Aluminium-Al.

Die Extraktion wird nur mit einer NaNO ₃ -Lösung und einem Polymer durchgeführt. Und es wird eine Ausbeute von 60% erreicht.

Auf diese Weise können Elektronikschrott recycelt werden, was zur Minimierung von Abfällen und zur stabilen Rückgewinnung von Ressourcen beiträgt.

In der Gesundheits- und Bewegungsforschung

Nach einigen Studien hat die Einnahme von NaNO _3- Nahrungsergänzungsmitteln oder Nahrungsmitteln, die es enthalten, natürlich positive Auswirkungen auf die Gesundheit. Einige der nitratreichen Lebensmittel sind Rüben, Spinat und Rucola.

Die Wirkungen umfassen die Verbesserung des Herz-Kreislauf-Systems, die Senkung des Blutdrucks, die Verbesserung des Blutflusses und die Erhöhung der Sauerstoffmenge in Geweben, die körperlich trainieren.

Dies weist darauf hin, dass die Verwendung von NaNO ₃ als kostengünstiges Medikament zur Vorbeugung und Behandlung von Patienten mit Blutdruckproblemen angesehen werden könnte.

Darüber hinaus kann es als wirksame und natürliche Hilfe zur Steigerung der Muskelkraft bei Sportlern dienen.

In verschiedenen Anwendungen

Werbeplakat aus dem 20. Jahrhundert, das dazu anregt, den Boden mit Nitrat aus Chile zu düngen. David Perez. Quelle: Wikimedia Commons.

Es wird als Oxidations- und Flussmittel bei der Herstellung von Glas- und Keramikglasuren verwendet. Es wird auch in speziellen Zementen verwendet.

Es dient als chemisches Mittel bei der Rückgewinnung von Zinn aus Altmetall, bei der Latexkoagulation, in der Nuklearindustrie und bei der Kontrolle der Korrosion in wässrigen Systemen.

Risiken

Gefahren der Handhabung

Es hat die Eigenschaft, die Verbrennung brennbarer Materialien zu beschleunigen. Wenn Sie in ein Feuer verwickelt sind, kann eine Explosion auftreten.

Wenn es längere Zeit Hitze oder Feuer ausgesetzt wird, kann es explodieren und giftige Stickoxide produzieren.

Probleme im Zusammenhang mit der Aufnahme mit Nahrung oder Wasser

Bei Einnahme kann Nitrat sowohl im Mund als auch im Magen und Darm zu Nitrit werden.

Nitrit kann durch Reaktion mit den in einigen Lebensmitteln enthaltenen Aminen in einer sauren Umgebung wie im Magen zu Nitrosaminen werden. Nitrosamine sind krebserregend.

Dies tritt jedoch nicht auf, wenn Obst und Gemüse, die Nitrate enthalten, auf natürliche Weise verzehrt werden.

Nach einigen Studien kann das Vorhandensein hoher Nitratspiegel zu einer Bluterkrankung führen, die dazu führt, dass Sauerstoff im Gewebe nicht effektiv freigesetzt werden kann.

Dies kann bei Babys auftreten, deren Milchformel aus Brunnenwasser hergestellt wird, das Nitrate enthält.

Es wurde auch beobachtet, dass hohe Nitratspiegel Probleme in der Schwangerschaft von Babys verursachen können, die spontane Abtreibungen, vorzeitige Entbindungen oder Defekte im Neuralrohr des Fötus verursachen.

Kürzlich wurde festgestellt, dass Natriumnitrat ein Risiko für die Entwicklung des Bewegungsapparates darstellen kann und die Kommunikation zwischen Nerven und Muskeln beim Menschen beeinträchtigt wird.

Natriumnitrat in Lebensmitteln

Natriumnitrat ist als Zusatz in Speck und anderen Fleischprodukten enthalten. Quelle: cookbookman17 über Flickr (https://www.flickr.com/photos//6175755733)

Natriumnitrat ist ein Synonym für Fleisch, da sie zusammen mit Nitrit hinzugefügt werden, um sie zu konservieren und ihr Aussehen und ihren Geschmack zu verbessern. Infolgedessen war der übermäßige Verzehr von Fleisch (Hot Dogs, Speck, Schinken, geräucherter Fisch usw.) an der störenden Verbindung von Krebserkrankungen im gesamten Verdauungssystem beteiligt.

Obwohl die Beziehung zwischen mit Nitrat-Nitrit-Salzen behandeltem Fleisch und Krebs nicht absolut ist, wird empfohlen, die Aufnahme zu moderieren.

Andererseits ist Gemüse (Karotten, Rüben, Radieschen, Salat, Spinat usw.) reich an NaNO _3, da es aufgrund seiner Düngung aus den Kulturböden aufgenommen wurde. Die Aufnahme dieses Gemüses ist im Gegensatz zu Fleischprodukten nicht mit den vorgenannten Krankheiten verbunden.

Dies hat zwei Gründe: den Unterschied in den Proteinspiegeln solcher Lebensmittel und die Art und Weise, wie sie gekocht werden. Wenn Fleisch gebraten oder zur Flamme erhitzt wird, wird die Reaktion zwischen Nitraten-Nitriten mit bestimmten Gruppen von Aminosäuren gefördert, um Nitrosoamine zu produzieren: die wahren Karzinogene.

Der Gehalt an Vitamin C, Ballaststoffen und Polyphenolen in Gemüse reduziert die Bildung dieser Nitrosoamine. Deshalb ist NaNO ₃ allein keine Bedrohung für Lebensmittel.

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