Что такое nano3 в химии
Нитрат натрия
| Нитрат натрия | |
 | |
| Общие | |
|---|---|
| Систематическое наименование | Нитрат натрия |
| Традиционные названия | Натриевая селитра |
| Химическая формула | NaNO3 |
| Физические свойства | |
| Отн. молек. масса | 84,99 а. е. м. |
| Плотность | 2,257 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура плавления | 308 °C |
| Температура разложения | 380 °C |
| Безопасность | |
| Токсичность | соединение не токсично |
Нитрат натрия (NaNO3),натрий азотнокислотный, натриевая селитра) — натриевая соль азотной кислоты. Бесцветные кристаллы с ромбоэдрической или тригональной кристаллической решеткой без запаха. Соленый на вкус.
Содержание
Свойства
Физические свойства
Химические свойства
Реакция с серой проходит с большим выделением света и тепла, таким что стеклянный сосуд, в котором проводится опыт, может расплавиться.
Получение
В лаборатории нитрат натрия можно получить следующими способами:
Также вместо азотной кислоты можно использовать нитрат аммония:
Применение
Применяется как удобрение; в стекольной, металлообрабатывающей промышленности; для получения взрывчатых веществ, ракетного топлива и пиротехнических смесей для придания огню жёлтого цвета. Получается из природных залежей выщелачиванием горячей водой и кристаллизацией; абсорбцией раствором соды окислов азота; обменным разложением кальциевой или аммиачной селитры с сульфатом, хлоридом или карбонатом натрия.
Нитрат натрия, характеристика, свойства и применение
Нитрат натрия, характеристика, свойства и применение.
Нитрат натрия – неорганическое вещество, имеет химическую формулу NaNO3.
Краткая характеристика нитрата натрия:
Нитрат натрия – неорганическое вещество белого цвета.
Химическая формула нитрата натрия NaNO3.
Нитрат натрия – неорганическое химическое соединение, соль азотной кислоты и натрия.
Хорошо растворяется в воде, жидком аммиаке, перекиси водорода. Плохо растворим в этаноле, метаноле. Не растворим в ацетоне.
Гигроскопичен. Кристаллогидратов не образует.
Нитрат натрия токсичен, по степени воздействия на организм человека относится к умеренно опасным веществам (3-й класс опасности по ГОСТ 12.1.007).
Наиболее крупные месторождения природного нитрата натрия находятся в Чили и Перу.
В пищевой промышленности нитрат натрия зарегистрирован как пищевая добавка Е251 и используется как консервант и фиксатор окраски. В некоторых странах нитрат натрия запрещен как пищевая добавка.
Физические свойства нитрата натрия:
| Наименование параметра: | Значение: |
| Химическая формула | NaNO3 |
| Синонимы и названия иностранном языке | sodium nitrate (англ.) |
натрий азотнокислый (рус.)
Химические свойства нитрата натрия. Химические реакции нитрата натрия:
Нитрат натрия ГОСТ 828-77
Содержание
Свойства
Физические свойства
Растворимость (г в 100 г) в:
Химические свойства
При нагревании более 380°С разлагается с выделением кислорода и нитрита натрия:
Может вступать в реакции обмена с солями щелочных металлов. Благодаря меньшей, по сравнению с нитратом натрия, растворимости образующихся нитратов, равновесие указанных реакций смещено вправо:
NaNO3 + KCl ⟶ KNO3 + NaCl NaNO3 + RbI ⟶ RbNO3 + NaI
Проявляет сильные окислительные свойства в твердом агрегатном состоянии и в расплавах.
В процессе разложения выделяет кислород, вследствие чего может взаимодействовать с неметаллами:
Реакция с серой проходит с большим выделением света и тепла, таким, что стеклянный сосуд, в котором проводится опыт, может лопнуть или расплавиться.
Его окислительные свойства близки к свойствам нитрата калия, поэтому он может использоваться аналогично в некоторых направлениях, например в пиротехнике.
Получение
В лаборатории нитрат натрия можно получить следующими способами:
Также вместо азотной кислоты можно использовать нитрат аммония:
Применение
Применяется как удобрение; в пищевой, стекольной, металлообрабатывающей промышленности; для получения взрывчатых веществ, ракетного топлива и пиротехнических смесей для придания огню жёлтого цвета. Получается из природных залежей выщелачиванием горячей водой и кристаллизацией; абсорбцией раствором соды окислов азота; обменным разложением кальциевой или аммиачной селитры с сульфатом, хлоридом или карбонатом натрия.
Нитрат натрия: способы получения и химические свойства
Нитрат натрия NaNO3 — соль щелочного металла натрия и азотной кислоты. Белое вещество, весьма гигроскопичное, которое плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается.
Относительная молекулярная масса Mr = 84,99; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,266; tпл = 306,5º C;
Способ получения
1. Нитрат натрия можно получить путем взаимодействия гидроксида натрия и разбавленной азотной кислоты, образуется нитрат натрия и вода:
2. В результате взаимодействия горячего гидроксида натрия, оксида азота (IV) и кислорода образуется нитрат натрия и вода:
3. В результате реакции между горячим гидроксидом натрия, оксидом натрия (IV) и кислородом, происходит образование нитрата натрия и воды:
4. При комнатной температуре, в результате взаимодействия оксида азота (IV) и натрия образуется нитрат натрия и газ оксид азота (II):
2NO2 + Na = NO↑ + NaNO3
5. При смешивании горячего пероксида водорода и нитрита азота происходит образование нитрата натрия и воды:
Качественная реакция
Качественная реакция на нитрат натрия — взаимодействие с медью при нагревании в присутствии концентрированной кислоты:
1. При взаимодействии с серной кислотой и медью, нитрат натрия образует сульфат натрия, нитрат меди, газ оксид азота и воду:
Химические свойства
1. Hитрат натрия разлагается при температуре 380–500º С с образованием нитрита натрия и кислорода:
2. Н итрат натрия может реагировать с простыми веществами :
NaNO3 + Pb = NaNO2 + PbO
2.2. Нитрат натрия реагирует при комнатной температуре с цинком и разбавленной хлороводородной кислотой с образованием нитрита натрия и воды:
Производство селитры в Чили
Нитратин – природный минерал стал особенно популярен после того как в Европе узнали о порохе и стали активно его применять в подрывных снарядах (используется как окислитель во взрывчатых веществах). Но своих промышленных запасов «Старый Свет» не имел, приходилось его экспортировать, главным образом из Индии. Потребности в минерале росли с каждым годом. Количества произведенного и экспортируемого товара катастрофически не хватало, что делало селитру дорогим товаром. Поэтому «умельцы» стали добывать вещество своими силами. В специальных камерах «селитряницах» из 6 кг «селитряной» земли получалось около 1 кг селитры. Процесс протекал 1-2 года, а объемы были незначительными. Необходимо было найти новые залежи минерала.
И их нашли. В 19 веке в пустыне Атакама в естественных условиях был разведан крупнейший до сегодняшних дней бассейн с естественными залежами природной селитры. Разведанные залежи нитратина были настолько огромны, что добыча природного минерала ведется до сих пор. В момент открытия месторождения оно достигало около 200 километров в длину и 3 километров в ширину с толщиной залегания нитрата натрия – 0.3-3 метров.
Первая партия селитры, привезенная из Чили в Европу, произошла в 1825 году. Покупателей на товар не нашлось, и вся партия была скинута «за борт».
В результате Тихоокеанской войны Чили захватило самые богатые месторождения. В 1919 году Уайкоффом была определена кристаллическая структура нитрата натрия, в ходе чего был использован метод рентгеновской кристаллографии.
Поначалу экспорт из Нового Света составлял не более тысячи тонн в год. Но с каждым годом объемы добычи увеличивались. Росли и продажи минералов. Вначале двадцатого века добыча выросла уже до нескольких сотен тысяч тонн ежегодно. Изначально объем запасов нитратинов в бассейне оценивалось в, примерно, 90 миллионов тонн. Считалось, что этого хватит на столетия использования. Но те прогнозы не предполагали такого роста населения и развития промышленности и сельского хозяйства, которое наблюдается сейчас.
Свойства
Нитронатрит – (химическая формула – NaNO3) природный минерал нитрата натрия, имеет тригональную сингонию. В основном бесцветный, прозрачный со стеклянным блеском, но при наличии в структуре примесей – может быть от терракотового до желтого и серого цвета. Растворяется в воде. На вкус – горьковато-соленный, резкий. В естественной среде может быть в виде натеков, налетов, реже сталактитов. При повышении влажности воздуха свыше 80% – слеживается. Нитрат натрия плавится при температуре 308 °C. На 380 °C начинается процесс разложения, в ходе которого начинает выделяться кислород. Азотнокислый натрий обладает свойствами сильного окислителя. Является побочным продуктом производства азотной кислоты из аммиака.
Нитрат натрия синтезируется в искусственных условиях лабораторий. Сначала добывают карбид кальция из реакции прокаливания смеси угля с известью. Карбид реагирует с атмосферным азотом в процессе нагревания до высокой температуры, в результате чего получают цианамид кальция. Последний при воздействии водяного пара выделяет аммиак. А уже из аммиака легко получают нитраты натрия.
Заводские способы получения нитрата натрия основаны на абсорбции окислов азота раствором соды, или на обменном разложении других нитратов с соединениями натрия, или на катионном обмене. В основном, в промышленности и сельском хозяйстве использует продукт искусственного синтеза.
В нашей стране производство азотнокислого натрия регламентируется гостом. Главным документом при выпуске технического азотнокислого натрия до 1980 года считался ГОСТ 828-77. Впоследствии государственные стандарты изменились с изменением самого госта, измененного на ГОСТ 4168-79. В 1994 году его действие решили продлить, и он действует до сегодняшнего дня.
Особенности применения
Польза и вред
В небольших количествах нитрат натрия вырабатывается человеческим организмом. Главное положительное влияние этого вещества – эффективность в борьбе с микроорганизмами. Собственно, небольшая его концентрация в человеческом организме относительно безвредна, а побочных эффектов нет.
Положительные качества
Нитрат натрия очень часто входит в состав фармакологических сосудорасширяющих препаратов. Сегодня ведутся широкомасштабные исследования, направленные на выявление положительного влияния небольших доз вещества на сердце и мозг. Существуют предпосылки для того, чтобы быть уверенным в более эффективном лечении болезней сердца и аневризмы мозга.
Еще нитраты натрия продуктивно лечат респираторные заболевания, так как положительно влияют на бронхи, расширяя их. Они также эффективны при запоре. Это вещество одно из немногих средств, применяемых при отравлении цианистым калием.
Отрицательные свойства
Но нитраты натрия могут наносить непоправимый вред человеку. Связано это в первую очередь с тем, что попадая в организм, в кишечнике они претерпевают определенные метаморфозы, приводящие к образованию нитритов. А уже нитриты крайне отрицательно сказываются на работе всего организма. Рассмотрим одно из множества негативных влияний – выработка гемоглобина, неспособного переносить кислород к клеткам. Такой гемоглобин отличается от обычного и даже получил собственное название: «метгемоглобин».
Помимо прочего, в процессе термообработки, нитраты образуют вредные канцерогены, способные накапливаться в организме человека и приводящие к закупорке сосудов и образованию тромбов. Канцерогены влияют и на печень и она начинает порождать «мусорные» клетки, неспособные очистить кровь.
Проблема заключается в том, что на сегодняшний день нитраты натрия используются в большинстве производимых пищевой промышленностью продуктов. В погоне за экономией и повышением эффективности производства их добавляют в состав мяса (колбас), молока (сыров), рыбы, хлебобулочных продуктов (на упаковке обычно указываться: пищевой консервант Е251) и многие другие скоропортящиеся изделия, чтобы продлить срок их годности. Далеко не факт, что каждый производитель неукоснительно соблюдает предписанные нормы и правила по дозировке потенциально опасного вещества.
В виде пищевой добавки, Е251 действует как антибактериальное средство, препятствующее росту Clostridium botulinum — возбудителя ботулизма, тяжелой пищевой интоксикации вызываемой ботулинистическим токсином и приводящего к поражению нервной системы.
В случае с изделиями из сыра добавка Е251 вообще применяется в обязательном порядке, так как вещество препятствует размножению бактерий, приводящих к потере товарного вида продукта.
В целом, можно отметить, что основное влияние большая концентрация нитрата натрия оказывает на:
Повышенное содержание этого вещества в организме может приводить к аллергическим реакциям и симптомам острого отравления.
Ограничения при использовании
Из-за токсичности данного вещества, его плотно исследовали во Всемирной организации здравоохранения. В ходе многочисленных лабораторных испытаний, выяснилось, что чрезмерные дозировки консерванта нитрат натрия, поступающего в организм при питании не просто опасны для живых существ, а способны приводить к смерти от отравления.
Так, более половины лабораторных крыс погибли при введении в их организм нитрата натрия в концентрации более 180 мг на килограмм веса. В результате долгих испытаний была выявлена допустимо предельная масса вещества, не наносящая вреда живым существам: не более 3.7 мг на каждый килограмм веса. Речь идет о суточной дозе потребления.
В ходе тех же экспериментов выяснилась еще одна опасная особенность нитрата натрия. При термообработке более 120 °C, он начинает выделять вредные канцерогены. Следовательно, помимо токсичности, вещество может вызывать опасные заболевания кровеносной системы и сердца.
Поведение в почве
При внесении в почву азотнокислого натрия нужно учитывать несколько особенностей:
Влияние на сельскохозяйственные культуры
Больше всего аккумулируют в своих плодах нитраты, поступающие из почвы – корнеплоды и зелень. Поэтому определить достаточную дозировку подчас довольно сложно. Слишком небольшое внесение удобрений никак не скажется на урожае, а полезные вещества быстро вымоются из грунта. Слишком же большая норма может в дальнейшем нанести вред человеку.
При удобрении нитратами нужно старательно соблюдать рекомендации производителя и не превышать нормы внесения.