Νιτρικό ιόν

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Νιτρικό ιόν
Πρότυπο σφαίρες και ράβδοι του νιτρικού ιόντος
Ονόματα
ΣυστηματικήΟνοματολογίαIUPAC
Νιτρικό
Αναγνωριστικά
14797-55-8 YesY
ChEBI CHEBI:17632
ChemSpider 918
Jmol 3Δ Πρότυπο Image
PubChem 943
UNII T93E9Y2844 YesY
Ιδιότητες
NO−
3
Μοριακή μάζα 62,00 g·mol−1
ΣυζυγέςΟξύ Νιτρικό οξύ
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).
Infobox references

Το Νιτρικό ιόν είναι ένα πολυατομικό ιόν με τον χημικό τύπο NO−
3. Τα άλατα που περιέχουν αυτό το ιόν ονομάζονται νιτρικά. Τα νιτρικά άλατα είναι κοινά συστατικά των λιπασμάτων και των εκρηκτικών.[1] Σχεδόν όλα τα ανόργανα νιτρικά είναι διαλυτά στο νερό. Ένα παράδειγμα αδιάλυτου νιτρικού είναι το οξυνιτρικό βισμούθιο (bismuth oxynitrate).

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το νιτρικό ιόν με τα μερικά φορτία που φαίνονται

Το ιόν είναι η συζυγής βάση του νιτρικού οξέος, που αποτελείται από ένα κεντρικό άτομο αζώτου που περιβάλλεται από τρία ταυτόσημα συνδεδεμένα άτομα οξυγόνου σε μία τριγωνική επίπεδη διάταξη. Το νιτρικό ιόν φέρει τυπικό φορτίο (formal charge) −1. Αυτό το φορτίο προκύπτει από ένα συνδυασμό τυπικού φορτίου στο οποίο καθένα από τα τρία οξυγόνα φέρει ένα φορτίο −2⁄3, ενώ το άζωτο φέρει ένα φορτίο +1, όλα αυτά προστίθενται στο επίσημο φορτίο του πολυατομικού νιτρικού ιόντος . Αυτή η διάταξη χρησιμοποιείται συνήθως ως παράδειγμα μεσομέρειας ή συντονισμού (resonance). Όπως το ισοηλεκτρονικό ανθρακικό ιόν, το νιτρικό ιόν μπορεί να αναπαρασταθεί με δομές συντονισμού:

Κανονικές δομές συντονισμού για το νιτρικό ιόν

Διαιτητικά νιτρικά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μια πλούσια πηγή ανόργανων νιτρικών στη δίαιτα του ανθρώπου προέρχεται από πράσινα φυλλώδη τρόφιμα, όπως το σπανάκι και η ρόκα. Το NO−
3 (ανόργανο νιτρικό) είναι το βιώσιμο ενεργό συστατικό στον χυμό παντζαριού και άλλων λαχανικών. Το πόσιμο νερό είναι επίσης μια διατροφική πηγή.[2] Τα διαιτητικά συμπληρώματα νιτρικών αποφέρουν θετικά αποτελέσματα κατά τη δοκιμή της απόδοσης της άσκησης αντοχής.[3] Η κατάποση μεγάλων δόσεων νιτρικών είτε με τη μορφή καθαρού νιτρικού νατρίου, είτε χυμού παντζαριού σε νεαρά υγιή άτομα αυξάνει γρήγορα τη συγκέντρωση νιτρικών στο πλάσμα κατά συντελεστή 2 έως 3 και αυτή η αυξημένη συγκέντρωση νιτρικών μπορεί να διατηρηθεί για τουλάχιστον 2 εβδομάδες. Τα αυξημένα νιτρικά άλατα του πλάσματος διεγείρουν την παραγωγή μονοξειδίου του αζώτου, ΝΟ. Το μονοξείδιο του αζώτου είναι ένα σημαντικό φυσιολογικό μόριο σηματοδότησης που χρησιμοποιείται, μεταξύ άλλων, στη ρύθμιση της ροής του αίματος των μυών και της μιτοχονδριακής αναπνοής.[4]

Παστά κρέατα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η κατανάλωση νιτρωδών καθορίζεται κυρίως από την ποσότητα των επεξεργασμένων κρεάτων που καταναλώνονται και τη συγκέντρωση νιτρικών αλάτων σε αυτά τα κρέατα. Αν και τα νιτρώδη είναι η ένωση αζώτου που χρησιμοποιείται κυρίως στη σκλήρυνση του κρέατος, χρησιμοποιούνται επίσης και τα νιτρικά άλατα. Τα νιτρικά άλατα οδηγούν στο σχηματισμό νιτροζαμινών.[5] Η παραγωγή καρκινογόνων νιτροζαμινών μπορεί να ανασταλεί με τη χρήση των αντιοξειδωτικών βιταμίνης C και της μορφής άλφα-τοκοφερόλης της βιταμίνης Ε κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης.[6] Πολλοί μεταποιητές κρέατος ισχυρίζονται ότι τα κρέατά τους (π.χ. μπέικον) είναι "ακατέργαστα" - κάτι που είναι ένας εμπορικός ισχυρισμός χωρίς τεκμηριωμένη βάση: δεν υπάρχει τέτοιο πράγμα όπως "μη ωριμασμένο" μπέικον (όπως αυτό θα ήταν, ουσιαστικά, ωμή χοιρινή κοιλιά σε φέτες).[7] Το "μη ωριμασμένο" κρέας στην πραγματικότητα ωριμάζεται με νιτρώδη άλατα με ουσιαστικά "καμία" διάκριση στη διαδικασία -- η μόνη διαφορά είναι η απαίτηση επισήμανσης του USDA μεταξύ νιτρωδών φυτικής προέλευσης (όπως από σέλινο) έναντι 'συνθετικού' νιτρώδους νατρίου. (Μια αναλογία θα ήταν καθαρό "θαλασσινό αλάτι" έναντι χλωριούχου νατρίου - και τα δύο είναι το ίδιο ακριβώς χημικό με τη μόνη ουσιαστική διαφορά να είναι η προέλευση.) Οι αντιυπερτασικές δίαιτες, όπως η δίαιτα DASH, περιέχουν συνήθως υψηλά επίπεδα νιτρικών αλάτων, τα οποία αρχικά μειώνονται σε νιτρώδη στο σάλιο, όπως ανιχνεύθηκε στο δοκιμή σάλιου, πριν από το σχηματισμό νιτρικού οξέος.[2]

Εμφάνιση και παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα νιτρικά άλατα βρίσκονται φυσικά στη γη σε ξηρά περιβάλλοντα ως μεγάλα κοιτάσματα, ιδιαίτερα της νιτρατίνης (nitratine), μιας κύριας πηγής νιτρικού νατρίου. Τα νιτρικά άλατα παράγονται από διάφορα είδη νιτροποιητικών βακτηρίων στο φυσικό περιβάλλον χρησιμοποιώντας αμμωνία ή ουρία ως πηγή αζώτου και ελεύθερης ενέργειας. Οι νιτρικές ενώσεις για πυρίτιδα παρήχθησαν ιστορικά, ελλείψει πηγών νιτρικών ορυκτών, μέσω διαφόρων διαδικασιών ζύμωσης χρησιμοποιώντας ούρα και κοπριά. Οι κεραυνοί στην πλούσια σε άζωτο και οξυγόνο ατμόσφαιρα της γης παράγουν ένα μείγμα οξειδίων του αζώτου, τα οποία σχηματίζουν ιόντα νιτρωδών και νιτρικά ιόντα, τα οποία ξεπλένονται από την ατμόσφαιρα με βροχή ή με αφανή απόθεση. Τα νιτρικά άλατα παράγονται βιομηχανικά από νιτρικό οξύ.[1]

Χρήσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Γεωργία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα νιτρικά άλατα χρησιμοποιούνται ως λίπασμα στη γεωργία λόγω της υψηλής διαλυτότητας και βιοδιασπασιμότητάς τους. Τα κύρια νιτρικά λιπάσματα είναι νιτρικό αμμώνιο, νιτρικό νάτριο, νιτρικό κάλιο, νιτρικό ασβέστιο και νιτρικό μαγνήσιο άλατα. Πολλά δισεκατομμύρια κιλά παράγονται ετησίως για το σκοπό αυτό.[1]

'Οπλα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα νιτρικά χρησιμοποιούνται ως οξειδωτικά μέσα, κυρίως σε εκρηκτικά, όπου η ταχεία οξείδωση των ενώσεων του άνθρακα απελευθερώνει μεγάλους όγκους αερίων (βλ. πυρίτιδα για παράδειγμα).

Βιομηχανία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το νιτρικό νάτριο χρησιμοποιείται για την αφαίρεση φυσαλίδων αέρα από λιωμένο γυαλί και ορισμένα κεραμικά. Μείγματα του τηγμένου άλατος χρησιμοποιούνται για τη σκλήρυνση ορισμένων μετάλλων.[1]

Κινηματογράφος[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα νιτρικά χρησιμοποιήθηκαν επίσης για αποθήκευση ταινιών μέσω νιτροκυτταρίνης. Λόγω της υψηλής ευφλεκτότητάς τους, τα στούντιο τα άλλαξαν με οξική ταινία ασφαλείας το 1950.

Ιατρική[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Στον ιατρικό τομέα, τα νιτρικά άλατα, όπως νιτρογλυκερίνη, δινιτρικός ισοσορβίτης (isosorbide dinitrate) και μονονιτρικός ισοσορβίτης (isosorbide mononitrate), χρησιμοποιούνται για την προφύλαξη και τη διαχείριση του οξέος στεφανιαίου συνδρόμου, του εμφράγματος του μυοκαρδίου, οξέος πνευμονικού οιδήματος.[8] Αυτές οι κατηγορίες φαρμάκων είναι επίσης γνωστές ως νιτροαγγειοδιασταλτικά (nitrovasodilators).

Ανίχνευση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Σχεδόν όλες οι μέθοδοι για την ανίχνευση των νιτρικών βασίζονται στη μετατροπή τους σε νιτρώδη ακολουθούμενη από ειδικούς ελέγχους για νιτρώδη. Η αναγωγή των νιτρικών σε νιτρώδη γίνεται από υλικό χαλκού-καδμίου. Το δείγμα εισάγεται με έναν αναλυτή έγχυσης ροής και η προκύπτουσα εκροή που περιέχει νιτρώδη στη συνέχεια συνδυάζεται με ένα αντιδραστήριο για χρωματομετρική ή ηλεκτροχημική ανίχνευση. Η πιο δημοφιλής από αυτές τις δοκιμασίες είναι η δοκιμή Griess, όπου τα νιτρώδη μετατρέπονται σε μια βαθιά χρωματισμένο αζώχρωμα (azo dye) κατάλληλο για φασματοσκοπική ανάλυση UV-vis. Η μέθοδος εκμεταλλεύεται την δραστικότητα του νιτρικού οξέος που προέρχεται από την οξίνιση των νιτρωδών αλάτων. Το νιτρώδες οξύ αντιδρά επιλεκτικά με αρωματικές αμίνες για να δώσει διαζωνιακά άλατα, τα οποία με τη σειρά τους συνδέονται με ένα δεύτερο αντιδραστήριο για να δώσουν το αζώχρωμα. Το όριο ανίχνευσης είναι 0,02 έως 2 μM.[9] Τέτοιες μέθοδοι έχουν προσαρμοστεί σε μεγάλο βαθμό σε βιολογικά δείγματα.[10]

Ασφάλεια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η οξεία τοξικότητα (acute toxicity) των νιτρικών είναι χαμηλή. Υπάρχει ουσιαστική διαφωνία σχετικά με τους μακροπρόθεσμους κινδύνους της έκθεσης στα νιτρικά άλατα. Οι δύο πιθανοί τομείς ανησυχίας είναι ότι (i) τα νιτρικά άλατα θα μπορούσαν να είναι πρόδρομοι των νιτρωδών στην κατώτερη γαστρεντερική οδό (lower gastrointestinal tract) και τα νιτρώδη είναι πρόδρομοι των νιτροζαμινών, οι οποίες εμπλέκονται στην καρκινογένεση, και (ii) τα νιτρικά άλατα εμπλέκονται στη μεθαιμοσφαιριναιμία (methemoglobinemia), μια διαταραχή της αιμοσφαιρίνης στα ερυθρά αιμοσφαίρια.[11][12]

Μεθαιμοσφαιριναιμία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα νιτρικά άλατα δεν επηρεάζουν τα βρέφη και τις έγκυες γυναίκες.[13][14] Το σύνδρομο του κυανού μωρού (Blue baby syndrome) προκαλείται από διάφορους άλλους παράγοντες, όπως γαστρικές διαταραχές, όπως διαρροϊκή λοίμωξη, δυσανεξία σε πρωτεΐνες, τοξικότητα βαρέων μετάλλων κ.λπ., με τα νιτρικά να παίζουν δευτερεύοντα ρόλο.[15]

Πρότυπα πόσιμου νερού[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μέσω της Πράξης Ασφαλούς Πόσιμου Νερού (Safe Drinking Water Act), η Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος των Ηνωμένων Πολιτειών (United States Environmental Protection Agency) έχει ορίσει μέγιστο επίπεδο μόλυνσης 10 mg/L ή 10 ppm νιτρικών αλάτων στο πόσιμο νερό.[16] Καθιερώθηκε αποδεκτή ημερήσια πρόσληψη (acceptable daily intake, ADI) για τα νιτρικά ιόντα στην περιοχή από 0–3,7 mg (kg σωματικού βάρους)−1 ημέρα−1 από τη Μικτή Επιτροπή Εμπειρογνωμόνων FAO/ΠΟΥ για τα πρόσθετα τροφίμων (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives JECFA) .[17]

Υδατική τοξικότητα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Νιτρικά άλατα στην επιφάνεια της θάλασσας από τον Παγκόσμιο Ωκεανογραφικό Άτλαντα (World Ocean Atlas)

Σε συστήματα γλυκού νερού ή σε εκβολές ποταμών κοντά στην ξηρά, τα νιτρικά άλατα μπορούν να φτάσουν σε συγκεντρώσεις που είναι θανατηφόρες για τα ψάρια. Ενώ τα νιτρικά είναι πολύ λιγότερο τοξικά από την αμμωνία,[18] επίπεδα πάνω από 30 ppm νιτρικών μπορεί να αναστείλουν την ανάπτυξη, να βλάψουν το ανοσοποιητικό σύστημα και να προκαλέσουν άγχος σε ορισμένα υδρόβια είδη.[19] Η τοξικότητα των νιτρικών παραμένει αντικείμενο συζήτησης.[20] Στις περισσότερες περιπτώσεις υπερβολικών συγκεντρώσεων νιτρικών αλάτων σε υδάτινα συστήματα, οι πρωταρχικές πηγές είναι οι απορρίψεις λυμάτων, καθώς και επιφανειακή απορροή (surface runoff) από γεωργικές ή περιοχές τοπίων που έχουν λάβει περίσσεια νιτρικών λιπασμάτων. Ο προκύπτων ευτροφισμός και η άνθηση των φυκιών καταλήγουν σε ανοξία και νεκρές ζώνες. Κατά συνέπεια, καθώς τα νιτρικά αποτελούν συστατικό του ολικά διαλυμένων στερεών, χρησιμοποιούνται ευρέως ως δείκτης της ποιότητας του νερού.

Οικόσιτες ζωοτροφές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα συμπτώματα της δηλητηρίασης από νιτρικά άλατα σε κατοικίδια ζώα περιλαμβάνουν αυξημένο καρδιακό ρυθμό και αναπνοή. Σε προχωρημένες περιπτώσεις το αίμα και ο ιστός μπορεί να αποκτήσουν γαλάζιο ή καφέ χρώμα. Η τροφή μπορεί να ελεγχθεί για νιτρικά. Η θεραπεία συνίσταται στη συμπλήρωση ή αντικατάσταση των υπαρχουσών προμηθειών με υλικό χαμηλότερου νιτρικού άλατος. Τα ασφαλή επίπεδα νιτρικών αλάτων για διάφορους τύπους ζώων είναι τα εξής:[21]

Κατηγορία %NO3 %NO3–N %KNO3 Επιπτώσεις
1 < 0,5 < 0,12 < 0,81 Γενικά ασφαλές για βοοειδή και πρόβατα
2 0,5–1,0 0,12–0,23 0,81–1,63 Προσοχή: ορισμένα υποκλινικά συμπτώματα μπορεί να εμφανιστούν σε έγκυα άλογα, πρόβατα και βοοειδή
3 1,0 0,23 1,63 Προβλήματα με υψηλά νιτρικά: απώλειες θανάτου και εκτρώσεις μπορεί να συμβούν σε βοοειδή και πρόβατα
4 < 1,23 < 0,28 < 2,00 Μέγιστο επίπεδο ασφαλείας για άλογα. Μην ταΐζετε ζωοτροφές με υψηλή περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα σε έγκυες φοράδες

Οι παραπάνω τιμές είναι σε στεγνή (χωρίς υγρασία) βάση.

Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 Πρότυπο:Ullmann
  2. ↑ 2,0 2,1 «Food sources of nitrates and nitrites: the physiologic context for potential health benefits». The American Journal of Clinical Nutrition 90 (1): 1–10. July 2009. doi:10.3945/ajcn.2008.27131. PMID 19439460. 
  3. ↑ «The Effect of Dietary Nitrate Supplementation on Endurance Exercise Performance in Healthy Adults: A Systematic Review and Meta-Analysis». Sports Medicine (Auckland, N.Z.) 47 (4): 735–756. April 2017. doi:10.1007/s40279-016-0617-7. PMID 27600147. http://espace.library.uq.edu.au/view/UQ:407817/uq407817_OA.pdf. 
  4. ↑ Maughan, Ronald J (2013). Food, Nutrition and Sports Performance III. New York: Taylor & Francis. σελίδες 63. ISBN 978-0-415-62792-4. 
  5. ↑ «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. November 2002. doi:10.1093/jn/132.11.3522S. PMID 12421881. 
  6. ↑ «Sodium nitrite: the "cure" for nitric oxide insufficiency». Meat Science 92 (3): 274–9. November 2012. doi:10.1016/j.meatsci.2012.03.001. PMID 22464105. 
  7. ↑ «Is There a Difference Between Cured and Uncured Bacon?». 9 Δεκεμβρίου 2022. 
  8. ↑ Soman, Biji· Vijayaraghavan, Govindan. «The role of organic nitrates in the optimal medical management of angina». www.escardio.org. Ανακτήθηκε στις 30 Οκτωβρίου 2023. 
  9. ↑ Moorcroft, M.; Davis, J.; Compton, R. G. (2001). «Detection and determination of nitrate and nitrite: A review». Talanta 54 (5): 785–803. doi:10.1016/S0039-9140(01)00323-X. PMID 18968301. 
  10. ↑ Ellis, Graham; Adatia, Ian; Yazdanpanah, Mehrdad; Makela, Sinikka K. (1998). «Nitrite and Nitrate Analyses: A Clinical Biochemistry Perspective». Clinical Biochemistry 31 (4): 195–220. doi:10.1016/S0009-9120(98)00015-0. PMID 9646943. 
  11. ↑ 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. και άλλοι. (2008). «When Does Nitrate Become a Risk for Humans?». Journal of Environmental Quality 37 (2): 291–5. doi:10.2134/jeq2007.0177. PMID 18268290. http://digitalcommons.unl.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1102&context=agronomyfacpub. 
  12. ↑ «Nitrate and Nitrite Poisoning: Introduction». The Merck Veterinary Manual. Ανακτήθηκε στις 27 Δεκεμβρίου 2008. 
  13. ↑ 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. 
  14. ↑ A. A. Avery: Infant Methemoglobinemia - Reexamining the Role of Drinking Water Nitrates, Environmental Health Perspectives, Volume 107, Number 7, July 1999.
  15. ↑ «Nitrates in drinking water and methemoglobin levels in pregnancy: a longitudinal study» (στα αγγλικά). Environmental Health 9 (1): 60. October 2010. doi:10.1186/1476-069x-9-60. PMID 20946657. 
  16. ↑ «4. What are EPA's drinking water regulations for nitrate?». Ground Water & Drinking Water (στα Αγγλικά). Ανακτήθηκε στις 13 Νοεμβρίου 2018. 
  17. ↑ 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. doi:10.1016/j.jhazmat.2016.11.055. PMID 27894754. 
  18. ↑ «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. September 2007. doi:10.1897/07-144r.1. PMID 17705664. 
  19. ↑ Sharpe, Shirlie. «Nitrates in the Aquarium». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο Check |url= value (βοήθεια) στις 24 Ιουλίου 2011. Ανακτήθηκε στις 30 Οκτωβρίου 2013. 
  20. ↑ «Effects of potassium on nitrate mediated alterations of osmoregulation in marine crabs». Aquatic Toxicology 85 (3): 202–8. December 2007. doi:10.1016/j.aquatox.2007.09.004. PMID 17942166. 
  21. ↑ «Nitrate Risk in Forage Crops - Frequently Asked Questions». Agriculture and Rural Development. Government of Alberta. Ανακτήθηκε στις 30 Οκτωβρίου 2013. 

Εξωτερικοί σύνδεσμοι[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

π • σ • ε Χαρακτηριστικές ομάδες
Καθιερωμένοι όροι
Ανακτήθηκε από "https://el.wikipedia.org/w/index.php?title=Νιτρικό_ιόν&oldid=10552405"