Википедија

Nitrat

Јeдињења која у себи садрже јон NО3-

Nitrati (V) su jedinjenja koja u sebi sadrže poliatomski jon NO3-. Soli koje sadrže ovaj jon nazivaju se nitrati. Nitrati su uobičajene komponente đubriva i eksploziva.[3] Gotovo svi neorganski nitrati su rastvorljivi u vodi. Primer nerastvorljivog nitrata je bizmut oksinitrat.

Nitrat
Ball-and-stick model of the nitrate ion
Nazivi
Sistemski IUPAC naziv
Nitrat
Identifikacija
3D model (Jmol)
ChEBI
ChemSpider
UNII
  • InChI=1S/NO3/c2-1(3)4/q-1
    Ključ: NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N
  • InChI=1/NO3/c2-1(3)4/q-1
    Ključ: NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYAI
  • [N+](=O)([O-])[O-]
Svojstva
NO−
3
Molarna masa 62,00 g·mol−1
Konjugovana kiselina Azotna kiselina
Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje materijala (na 25°C [77°F], 100 kPa).
Reference infokutije

Struktura nitrata (V) uredi

 
Nitratni jon sa parcijalnim naelektrisanjima

Svi nitrati (V) sadrže NO3- jon. Atom azota je u stanju hibridizacije sp2. Hibridizovane orbitale grade σ veze sa tri atoma kiseonika. Sve N-O veze su iste dužine. Njihova dužina iznosi 124pm, a ugao između njih 120°.

 
Rezonantne strukture nitratnog jona. Budući da su sve tri strukture moguće, stvarna struktura ne predstavlja nijednu od ove tri strukture, već njihovu kombinaciju.

Ovaj jon je konjugovana baza azotne kiseline, koja se sastoji od jednog centralnog atoma azota okruženog sa tri identično vezana atoma kiseonika u trigonalnom ravnom rasporedu. Nitratni jon nosi formalno naelektrisanje od -1. Ovo naelektrisanje je rezultat kombinacije formalnog naelektrisanja u kome svaki od tri kiseonika nosi naboj −​2⁄3, dok azot nosi +1 naboj, a sve se to zbraja i daje formalno naelektrisanjem polatomnog nitratnog jona. Ovaj aranžman se obično koristi kao primer rezonancije. Poput izoelektronskog karbonatnog jona, nitratni jon može biti predstavljen rezonantnim strukturama.

Opšti podaci uredi

Nitrati (V) su kristalne supstancije, rastvorljive u vodi (izuzeci su malobrojni bazni nitrati), imaju jako oksidaciono dejstvo. Ipak u rastvorima ne poseduju te osobine.[4][5]

Nitrati se dobijaju usled reakcije: azotna kiselina + metal ili oksid/hidrid/karbid metala.

U prirodi se mogu javiti u obliku mineral.

Nitrati nalaze primenu kao mineralna đubriva, eksplozivni materijali, u produkciji boja i u medicini.

Za estre azotne kiseline(V) umesto imena „nitrat(V) jedinjenja“ (npr. nitrat(V) celuloze) često se koristi ne baš ispravan naziv „nitrojedinjenje“ (npr. nitroceluloza)

Primeri uredi

Dijetalni nitrati uredi

Bogat izvor neorganskog nitrata u ishrani ljudi potiče od lisnate zelene hrane, kao što su španać i rukola. NO−
3 (neorganski nitrat) je održiva aktivna komponenta soka od cvekle i drugog povrća. Voda za piće je takođe njihov prehrambeni izvor.[6] Prehrambena nitratna suplementacija daje pozitivne rezultate pri testiranju performansi vežbi izdržljivosti.[7]

Konzumacija velikih doza nitrata bilo u obliku čistog natrijum nitrata ili soka od cvekle kod mladih zdravih osoba brzo povećava koncentraciju nitrata u plazmi oko 2-3 puta, a ova povišena koncentracija nitrata može se održavati najmanje 2 nedelje. Povećani nivo nitrata u plazmi stimuliše proizvodnju azotnog oksida. Azotni oksid je važan fiziološki signalni molekul koji se, između ostalog, koristi u regulaciji protoka krvi u mišićima i mitohondrijskoj respiraciji.[8]

Sušeno meso uredi

Konzumacija nitrita je prvenstveno određena količinom pojedenog prerađenog mesa, i koncentracijom nitrata u ovom mesu. Iako su nitriti azotno jedinjenje koje se uglavnom koristi pri sušenju mesa, koriste se i nitrati. Nitrati dovode do stvaranja nitrozamina.[9] Produkcija kancerogenih nitrozamina može se inhibirati upotrebom antioksidansa vitamina C i alfa-tokoferolnog oblika vitamina E tokom sušenja.[10]

Antihipertenzivne dijete, kao što je DASH dijeta, tipično sadrže visoke nivoe nitrata, koji se prvo redukuju do nitrita u pljuvačci, kao što se može detektovati pljuvačnim testiranjem, pre nego što se formira azotni oksid.[6]

Pojava i proizvodnja uredi

Nitratne soli se prirodno nalaze na zemlji kao velike naslage, posebno nitratina, glavnog izvora natrijum nitrata.

Nitrate proizvode brojne vrste nitrifikujućih bakterija u prirodnom okruženju koristeći amonijak ili ureju kao izvor azota. Nitratna jedinjenja za barut su se istorijski proizvodila, u odsustvu izvora mineralnih nitrata, različitim procesima fermentacije pomoću urina i balege.

Udari groma u zemljinu atmosferom bogatu azotom i kiseonikom proizvode smešu azotnih oksida koji formiraju azotne jone i nitratne jone koji se kišom ili okultnim taloženjem ispiraju iz atmosfere.

Nitrati se industrijski proizvode polazeći od azotne kiseline.[3]

Upotrebe uredi

Nitrati se uglavnom proizvode za upotrebu kao đubrivo u poljoprivredi zbog njihove visoke rastvorljivosti i biorazgradljivosti. Glavna nitratna đubriva su amonijumske, natrijumske, kalijumske, kalcijumske i magnezijumske soli. Godišnje se u tu svrhu proizvede nekoliko miliona kilograma.[3]

Druga velika primena nitrata je kao oksidaciona sredstva, naročito u eksplozivima, gde brza oksidacija jedinjenja ugljenika oslobađa velike količine gasova (vidi primer baruta). Natrijum nitrat se koristi za uklanjanje vazdušnih mehurića sa rastopljenog stakla i neke keramike. Smeše rastopljene soli koriste se za očvršćavanje nekih metala.[3]

Detekcija uredi

Skoro sve metode za otkrivanje nitrata oslanjaju se na njegovu konverziju u nitrit, što je praćeno nitrit-specifičnim testovima. Redukcija nitrata u nitrit se vrši bakar-kadmijumskim materijalom. Uzorak se uvodi protočnim injektivnim analizatorom, a nastali efluent koji sadrži nitrit se zatim kombinuje sa reagensom za kolorimetrijsku ili elektrohemijsku detekciju. Najpopularniji od ovih testova je Grisov test, pri čemu se nitrit pretvara u duboko obojenu azo boju, pogodnu za UV-vizuelnu spektroskopsku analizu. Metoda koristi reaktivnost azotaste kiseline dobijene zakiseljavanjem nitrita. Azotasta kiselina selektivno reaguje sa aromatičnim aminima dajući diazonijumske soli, koje se zatim udružuju sa drugim reagensom dajući azo boju. Granica detekcije je 0,02 do 2 μМ.[11] Metode su visoko prilagođene biološkim uzorcima.[12]

Bezbednost uredi

Akutna toksičnost nitrata je niska. Postoji „značajno neslaganje“ u pogledu dugoročnih rizika izloženosti nitratima. Dve oblasti mogućih razuloga za zabrinutost su da (i) nitrat može biti preteča nitrita u donjem delu creva, a nitrit je preteča nitrozamina, za koje se smatra da učestvuju u karcinogenezi, i (ii) nitrat je učestvuje u metemoglobinemiji, poremećaju hemoglobina crvenih krvnih zrnaca.[13][14]

Metemoglobinemija uredi

Nitrati ne utiču na novorođenčad i trudnice.[15][16] Sindrom poplavele bebe uzrokovan je nizom drugih faktora kao što su želučane tegobe, poput dijareje, infekcije, netolerancije na proteine, toksičnosti teških metala itd, pri čemu nitrati igraju manju ulogu.[17]

Standardi vode za piće uredi

Zakonom o bezbednoj vodi za piće, Agencija za zaštitu životne sredine u SAD postavila je maksimalni nivo kontaminacije od 10nbsp;mg/L ili 10 ppm nitrata u vodi za piće.[18]

Prihvatljivi dnevni unos (ADI) nitratnih jona uspostavljnjen je u rasponu od 0–3,7 mg (kg telesne težine)−1 dan−1 od strane Zajedničkog FAO/WHO ekspertnog komiteta za prehrambene aditive (JEFCA).[19]

Akvatična toksičnost uredi

 
Nitrat na morskoj površini prema Atlasu svetskog okeana

U slatkovodnim ili estuarskim sistemima u blizini kopna, nitrat može dostići koncentracije koje su smrtonosne za ribe. Iako je nitrat mnogo manje toksičan od amonijaka,[20] nivoi preko 30 ppm nitrata mogu inhibirati rast, oštetiti imunski sistem i izazvati stres kod nekih vodenih vrsta.[21] Toksičnost nitrata ostaje predmet rasprave.[22]

U većini slučajeva prekomernih koncentracija nitrata u vodenim sistemima, primarni izvori su ispuštanja otpadnih voda, kao i površinsko oticanje iz poljoprivrednih ili uređenih područja na kojima su primenjene velike količine nitratnog đubriva. Rezultirajuća eutrofikacija i cvetanje algi rezultiraju anoksijom i mrtvim zonama. Kao posledica toga, kako nitrat čini komponentu ukupnih rastvorenih čvrstih supstanci, one se široko koriste kao pokazatelj kvaliteta vode.

Vidi još uredi

Reference uredi

  1. ^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003.  uredi
  2. ^ Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1. 
  3. ^ a b v g „Nitrates and Nitrites”. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. 2005. doi:10.1002/14356007.a17_265. 
  4. ^ Lide David R., ur. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87th izd.). Boca Raton, FL: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0487-3. 
  5. ^ Susan Budavari, ur. (2001). The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biologicals (13th izd.). Merck Publishing. ISBN 0911910131. 
  6. ^ a b Hord NG, Tang Y, Bryan NS (jul 2009). „Food sources of nitrates and nitrites: the physiologic context for potential health benefits”. The American Journal of Clinical Nutrition. 90 (1): 1—10. PMID 19439460. doi:10.3945/ajcn.2008.27131  . 
  7. ^ McMahon NF, Leveritt MD, Pavey TG (april 2017). „The Effect of Dietary Nitrate Supplementation on Endurance Exercise Performance in Healthy Adults: A Systematic Review and Meta-Analysis” (PDF). Sports Medicine (Auckland, N.Z.). 47 (4): 735—756. PMID 27600147. S2CID 207494150. doi:10.1007/s40279-016-0617-7. 
  8. ^ Maughan, Ronald J (2013). Food, Nutrition and Sports Performance III. New York: Taylor & Francis. str. 63. ISBN 978-0-415-62792-4. 
  9. ^ Bingham SA, Hughes R, Cross AJ (novembar 2002). „Effect of white versus red meat on endogenous N-nitrosation in the human colon and further evidence of a dose response”. The Journal of Nutrition. 132 (11 Suppl): 3522S—3525S. PMID 12421881. doi:10.1093/jn/132.11.3522S  . 
  10. ^ Parthasarathy DK, Bryan NS (novembar 2012). „Sodium nitrite: the "cure" for nitric oxide insufficiency”. Meat Science. 92 (3): 274—9. PMID 22464105. doi:10.1016/j.meatsci.2012.03.001. 
  11. ^ Moorcroft, M.; Davis, J.; Compton, R. G. (2001). „Detection and determination of nitrate and nitrite: A review”. Talanta. 54 (5): 785—803. PMID 18968301. doi:10.1016/S0039-9140(01)00323-X. 
  12. ^ Ellis, Graham; Adatia, Ian; Yazdanpanah, Mehrdad; Makela, Sinikka K. (1998). „Nitrite and Nitrate Analyses: A Clinical Biochemistry Perspective”. Clinical Biochemistry. 31 (4): 195—220. PMID 9646943. doi:10.1016/S0009-9120(98)00015-0. 
  13. ^ Powlson, David S.; Addiscott, Tom M.; Benjamin, Nigel; Cassman, Ken G.; De Kok, Theo M.; Van Grinsven, Hans; l'Hirondel, Jean-Louis; Avery, Alex A.; Van Kessel, Chris (2008). „When Does Nitrate Become a Risk for Humans?”. Journal of Environmental Quality. 37 (2): 291—5. PMID 18268290. doi:10.2134/jeq2007.0177. 
  14. ^ „Nitrate and Nitrite Poisoning: Introduction”. The Merck Veterinary Manual. Pristupljeno 2008-12-27. 
  15. ^ Addiscott, T.M.; Benjamin, N. (2006). „Nitrate and human health”. Soil Use and Management. 20 (2): 98—104. doi:10.1111/j.1475-2743.2004.tb00344.x. 
  16. ^ A. A. Avery: Infant Methemoglobinemia - Reexamining the Role of Drinking Water Nitrates, Environmental Health Perspectives, Volume 107, Number 7, July 1999.
  17. ^ Manassaram DM, Backer LC, Messing R, Fleming LE, Luke B, Monteilh CP (oktobar 2010). „Nitrates in drinking water and methemoglobin levels in pregnancy: a longitudinal study”. Environmental Health (na jeziku: engleski). 9 (1): 60. PMC 2967503  . PMID 20946657. doi:10.1186/1476-069x-9-60. 
  18. ^ „4. What are EPA's drinking water regulations for nitrate?”. Ground Water & Drinking Water (na jeziku: engleski). Arhivirano iz originala 28. 03. 2019. g. Pristupljeno 2018-11-13. 
  19. ^ Bagheri, H.; Hajian, A.; Rezaei, M.; Shirzadmehr, A. (2017). „Composite of Cu metal nanoparticles-multiwall carbon nanotubes-reduced graphene oxide as a novel and high performance platform of the electrochemical sensor for simultaneous determination of nitrite and nitrate”. Journal of Hazardous Materials. 324 (Pt B): 762—772. PMID 27894754. doi:10.1016/j.jhazmat.2016.11.055. 
  20. ^ Romano N, Zeng C (septembar 2007). „Acute toxicity of sodium nitrate, potassium nitrate, and potassium chloride and their effects on the hemolymph composition and gill structure of early juvenile blue swimmer crabs(Portunus pelagicus Linnaeus, 1758) (Decapoda, Brachyura, Portunidae)”. Environmental Toxicology and Chemistry. 26 (9): 1955—62. PMID 17705664. doi:10.1897/07-144r.1. 
  21. ^ Sharpe, Shirlie. „Nitrates in the Aquarium”. About.com. Arhivirano iz originala 24. 07. 2011. g. Pristupljeno 30. 10. 2013. 
  22. ^ Romano N, Zeng C (decembar 2007). „Effects of potassium on nitrate mediated alterations of osmoregulation in marine crabs”. Aquatic Toxicology. 85 (3): 202—8. PMID 17942166. doi:10.1016/j.aquatox.2007.09.004. 

Spoljašnje veze uredi

 
Nitrat na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Нитрат&oldid=27434162”