Nitrat

Nitrater er salter eller estere av salpetersyren HNO3 . _ _ Salter som inneholder dette ionet kalles nitrater . Nitrater er vanlige komponenter i gjødsel og eksplosiver. [ 1 ] Nesten alle uorganiske nitrater er løselige i vann . Et eksempel på et uløselig nitrat er vismutoksynitrat .

Uorganiske nitrater

I nitrater er NO 3 - anion tilstede . Nitrogen i +V oksidasjonstilstand finnes i midten av en trekant dannet av de tre oksygenene. Strukturen stabiliseres av mesomere effekter.


Uorganiske nitrater dannes i naturen ved nedbrytning av nitrogenholdige forbindelser som proteiner, urea osv. Ved denne nedbrytningen dannes henholdsvis ammoniakk eller ammonium . I nærvær av oksygen oksideres dette av nitrobakter - type mikroorganismer til salpetersyre, som angriper enhver base (vanligvis karbonater ) i mediet, og danner det tilsvarende nitratet.

En annen kilde til dannelse er gjennom nitrogenoksider som genereres i de elektriske utslippene fra stormer fra nitrogen og oksygen i luften. Med regnvannet dannes det igjen salpetersyre , som angriper karbonatene og andre grunnleggende mineraler som finnes i miljøet for å danne tilsvarende nitrater.

For tiden dannes det også betydelige mengder nitrogenoksider i høytemperaturforbrenningsprosesser. Disse omdannes på samme måte til nitrater som er beskrevet for naturlig forekommende nitrogenoksider .

Nitrater er en viktig del av gjødsel. Planter omdanner dem tilbake til nitrogenholdige organiske forbindelser som aminosyrer . Mange planter akkumulerer nitrater i sine grønne deler, og hvis de brukes som kokt mat er det fare for at andre organismer omdanner dem til nitritter ved reduksjon, som igjen produserer nitrosaminer som er kreftfremkallende. Derfor anbefales det for eksempel å ikke overopphete spinat, som vanligvis har et visst nitratinnhold.

Betydelige mengder natriumnitrat (NaNO 3 ) finnes i naturen i forekomster dannet ved fordampning i Chile ( chilensk nitrat ). Begroing dannet i storfestaller er ofte sammensatt av kalsiumnitrat Ca(NO 3 ) 2 . De genereres fra nedbrytning av urea CO(NH 2 ) 2 i urinen til dyr, som omdannes mikrobiologisk til salpetersyre og til slutt ved reaksjon med kalken i veggene i saltet som finnes.

Applikasjoner

Kaliumnitrat (KNO 3 ) er en essensiell del av svart pulver. Dens oksiderende kraft brukes til å omdanne karbonet og svovelet som også er tilstede i blandingen til deres oksider. Energien som frigjøres i prosessen får gassene til å varmes opp og utvide seg eksplosivt.

Nitrater - som allerede angitt - er også en viktig del av mange gjødselformuleringer. Naturlig nitrat, også kjent som Nitrat fra Chile , har vært utnyttet i lang tid i saltleilighetene nord i dette landet og var et viktig eksportprodukt av det samme, som man kan utlede av den gamle propagandaen som gjengir bildet som er gjengitt. her og det kommer også frem i artikkelen om Santa Cruz de La Palma , inntil utviklingen i Norge og andre land av kunstig nitrat (hente nitrogen direkte fra luften gjennom elektrokjemiske midler) kom til å konkurrere og påvirke den eksporthandelen. En spesielt nyttig forbindelse i denne sammenheng er ammoniumnitrat . Bortsett fra å være en god gjødsel, spaltes den eksplosivt ved oppvarming og er ansvarlig for et stort antall ulykker. Blandet med olje brukes det som eksplosiv i gruvedrift. Under mer kontrollerte forhold brukes nedbrytningen av ammoniumnitrat til å generere dinitrogenoksid . Denne brukes som bedøvelse og for eksempel til å skumme kremfløte som selges på boks.

Sølvnitrat er en viktig forløper til sølvhalogenider som brukes som lysfølsomme salter i fotografering .

Som et mellomprodukt er nitrater til stede i nitrifikasjons-/denitrifikasjonsprosessen som brukes i avløpsrenseanlegg. Den utnytter det faktum at enkelte mikroorganismer kan redusere nitrat direkte til elementært nitrogen under anaerobe forhold . Dette eliminerer nitrogenforbindelser fra vannet der de kan forårsake eutrofieringsproblemer . Problemene med H 2 S ( hydrogensulfid ) som genereres i renseanlegg, septiktanker og sanitærnettverk, kan også løses med tilsetning av nitrater.

Nitratløsninger (kalsium, natrium og kalium) brukes også i passiveringsbad for metalloverflater samt i lagring av termisk energi i konsentrerende solcelleanlegg. Denne siste utviklingen er den store nyheten med solvarmeanlegg, hvor overskuddsenergien samler seg i denne typen salt, for deretter å produsere elektrisitet når sollyset forsvinner. Temperaturområdet som disse saltene kan lagre er mellom 131 °C og 560 °C. Forskning på nye nitrater (kaliumkalsiumnitrat, litiumnitrat,...) vil forbedre egenskapene til disse saltene.

Historisk

Nitrater har vært kjent i det minste siden middelalderen . Med svovelsyre (da ofte kalt olje av vitriol ) ble salpetersyren som trengs i formuleringen av aqua regia generert fra dem .

Med introduksjonen av krutt var de små naturlige forekomstene ikke lenger tilstrekkelige og det ble startet en produksjonsprosess av ekskrementer fra mennesker og dyr. Disse ble dumpet på en høy, godt gjennomluftet seng av organisk materiale som stubb. I tillegg ble det tilsatt mengder kalk. Kalsiumnitrat genereres under disse forholdene, som beskrevet ovenfor. Dette er løselig i vann og kan ekstraheres og oppnås etter fordampning av væsken.

Tilsetningen av kaliumkarbonat, ekstrahert fra treaske, til en løsning av kalsiumnitratutfelt kalsium i form av dets karbonat (kalk) og kaliumnitrat ble oppnådd etter fordampning av løsningsmidlet.

Syntetiske nitrater

Kjemisk syntese eller kjemosyntese nitrater kan oppnås ved forskjellige metoder:

  1. Ved virkning av salpetersyre på metallet. Spesielt med konsentrert syre i denne prosessen går betydelige mengder av syren tapt ved reduksjon av nitratet til nitrogenoksider.
  2. Ved nøytralisering av en base med salpetersyre.
  3. Ved anionbytte. I denne prosessen brukes vanligvis det løselige sulfatet av et metall og en ekvivalent av bariumnitrat Ba(NO 3 ) 2 . Bariumsulfat utfelles og det ønskede nitratet oppnås etter fordampning av væsken.

Organiske nitrater

Se også: gjødsel

I motsetning til de foregående, er organiske nitrater estere av salpetersyre med alkoholer. Det mest kjente organiske nitratet er sannsynligvis nitroglyserin , dannet av en blanding av glyserin , salpetersyre og konsentrert svovelsyre .

Ved å bruke den samme blandingen av mindre konsentrerte reagenser på cellulosen og behandle det genererte produktet med en kjemisk X, oppnås celluloid .

Amylnitrat (O 2 NO(CH 2 ) 4 CH 3 ) brukes i medisin for dets effekter på det kardiovaskulære systemet. Nitroglycerin viser lignende effekter fordi formuleringene som brukes i medisin ikke er eksplosive. Ved administrering av nitroglyserin, en kraftig vasodilator , foretrekkes den sublinguale ruten, som i betydelig grad unngår passasje gjennom leveren .

Se også

Referanser

  1. ^ Laue, Wolfgang; Thieman, Michael; Scheibler, Erich; Wiegand, Karl Wilhelm (2006). Nitrater og nitritt . ISBN  978-3527306732 . doi : 10.1002/14356007.a17_265 . 

Eksterne lenker