Formulacija nitroza kiseline, spojevi i rizici



dušična kiselina to je umjereno jaka do slaba kiselina, stabilna samo u hladnoj razrijeđenoj vodenoj otopini. Poznat je samo u otopini i u obliku nitritnih soli (kao što su natrijev nitrit i kalijev nitrit).

Dušična kiselina sudjeluje u ravnoteži ozona donje atmosfere (troposfera). Nitrit je važan izvor snažnog vazodilatatora dušikovog oksida. Nitro skupina (-N02) prisutna je u estrima dušične kiseline i nitro spojevima.

Nitriti se široko koriste u industriji hrane za liječenje mesa. Međutim, Međunarodna agencija za istraživanje raka (IARC), specijalizirana organizacija za rak Svjetske zdravstvene organizacije (WHO) Ujedinjenih naroda, klasificirala je nitrite kao vjerojatno kancerogene za ljude kada se proguta pod uvjetima koji uzrokuju endogenu nitrozaciju.

formula

Dušična kiselina: HNO2

Nitrit: NE2-

Natrijev nitrit: NaNO2

  • CAS: 7782-77-6 Dušična kiselina
  • CAS: 14797-65-0 Nitrit
  • CAS: 14797-65-0 Natrijev nitrit (dušična kiselina, natrijeva sol)

2D struktura

3D struktura

Značajke dušične kiseline

Fizikalna i kemijska svojstva

Pretpostavlja se da je dušična kiselina u dinamičkoj ravnoteži sa svojim anhidridom u vodenim otopinama:

2HNO2 2 N2O3 + H2O

Zbog hidrolize, njegove soli (nitriti) su nestabilne u vodenoj otopini. Dušična kiselina nastaje kao međuproizvod kada se NOx plinovi otope u vodi (mono-dušični oksidi, kao što su dušikov oksid i dušikov dioksid, NO i NO2).

Kada se zagrijava u prisutnosti pijeska, krhotina stakla ili drugih oštrih predmeta, ili čak na niskim temperaturama, nesrazmjer dušikovih kiselina kao:

3 HNO2-HNO3 + 2NO + H2O

Zbog gore navedene reakcije, dušična kiselina može djelovati kao redukcijsko sredstvo i kao oksidacijsko sredstvo. Ta reakcija neproporcioniranja utječe na svojstva otopina dušične kiseline i važna je u proizvodnji dušične kiseline.

Posebno važno svojstvo dušične kiseline je njegova sposobnost diazotiranja organskih amina. S primarnim aminima, kiselina tvori diazonijeve soli

RN-H2 + HN02 + HCl → [RN-N = N] Cl + 2H20

Natrijev nitrit (ili natrijeva sol dušične kiseline) je bijeli do blago žućkasti kristalni prah, vrlo topiv u vodi i higroskopan (apsorbira vlagu iz okolnog medija).

Kalijev nitrit je anorganski spoj s kemijskom formulom KNO2. To je ionska sol iona K + kalija i iona nitrita NO2-.

Poput drugih nitritnih soli, kao što je natrijev nitrit, toksičan je ako se proguta i može biti mutagen ili teratogen.

Dušična kiselina postoji u dva izomerna oblika:

Ove strukture dovode do dvije serije organskih derivata industrijske važnosti:

(I) Nitritni esteri:

(II) Nitroderivati:

Nitritni esteri sadrže nitrozoksi funkcionalnu skupinu, s općom formulom RONO, u kojoj R predstavlja arilnu ili alkilnu skupinu..

Nitro-derivati ​​(nitrirani spojevi) su organski spojevi koji sadrže jednu ili više nitro funkcionalnih skupina (-NO2).

Spojevi nitro skupine gotovo uvijek su proizvedeni reakcijama nitriranja koje počinju s dušičnom kiselinom. Rijetko se nalaze u prirodi. Barem neke prirodne nitro skupine potječu od oksidacije amino skupina.

Anorganski nitritni spojevi (natrijev nitrit, kalijev nitrit itd.)

zapaljivost

Ovi spojevi su eksplozivni. Neke od tih tvari mogu se eksplozivno razgraditi kada se zagriju ili se uključe u požar. Može eksplodirati zbog topline ili kontaminacije. Spremnici mogu eksplodirati kad se zagriju. Otjecanje može stvoriti opasnost od požara ili eksplozije.

reaktivnost

Spojevi iz ove skupine mogu djelovati kao iznimno snažni oksidacijski agensi, a smjese s redukcijskim sredstvima ili reduciranim materijalima kao što su organske tvari mogu biti eksplozivne.

Reagira s kiselinama u obliku toksičnog dušikovog dioksida. Pojavljuje se nasilna eksplozija ako je amonijeva sol fuzionirana s nitritnom soli.

Opasnost po zdravlje

Udisanje, gutanje ili kontakt (koža, oči) s parama ili tvarima mogu uzrokovati ozbiljne ozljede, opekotine ili smrt. Vatra može proizvesti iritantne, korozivne i / ili otrovne plinove. Otjecanje iz kontrole požara ili vode za razrjeđivanje može uzrokovati kontaminaciju.

Organski nitritni spojevi (nitritni esteri, nitroderivi)

zapaljivost

Većina materijala u ovoj skupini je tehnički niske zapaljivosti. Međutim, oni su često kemijski nestabilni i podložni su, u vrlo promjenjivom stupnju, eksplozivnoj razgradnji.

reaktivnost

Aromatski nitro spojevi mogu eksplodirati u prisutnosti baze kao što je natrijev hidroksid ili kalijev hidroksid, čak iu prisutnosti vode ili organskih otapala. Eksplozivne tendencije nitro aromatskih spojeva povećane su prisutnošću višestrukih nitro skupina.

toksičnost

Mnogi spojevi u ovoj skupini su izrazito toksični.

aplikacije

Među nitritnim esterom, amil nitrit i drugi alkil nitriti koriste se u medicini za liječenje bolesti srca i za produljenje orgazma, osobito kod muškaraca. Povremeno se rekreativno koriste za svoj euforični učinak.

Nitro skupina je jedna od najčešćih eksplozija (funkcionalna skupina koja čini eksplozivnu smjesu) na globalnoj razini. Mnogi se koriste u organskoj sintezi, ali najveća uporaba spojeva u ovoj skupini je u vojnim i komercijalnim eksplozivima..

Kloramfenikol (antibiotik koristan za liječenje bakterijskih infekcija) rijedak je primjer prirodnog nitro spoja.

Diazonijeve soli su naširoko korištene u pripremi spojeva koji se nazivaju azo boje.

Glavna primjena natrijevog nitrita je u industrijskoj proizvodnji organonitrogenih spojeva. Ona je prethodnica raznim farmaceutskim proizvodima, bojama i pesticidima. Međutim, njegova najpoznatija uporaba je kao dodatak hrani za sprečavanje botulizma. Ima broj E250.

Kalijev nitrit se koristi kao dodatak hrani na sličan način kao natrijev nitrit. Ima broj E249.

Pod određenim uvjetima (posebice tijekom kuhanja) nitriti u mesu mogu reagirati s proizvodima razgradnje aminokiselina, tvoreći nitrozamine, koji su poznati kancerogeni.

Međutim, uloga nitrita u prevenciji botulizma spriječila je zabranu njihove uporabe u suhom mesu. Smatraju se nezamjenjivim u prevenciji trovanja botulinumom zbog konzumiranja sušenih kobasica.

Natrijev nitrit je jedan od najvažnijih lijekova koji trebaju osnovni zdravstveni sustav (nalazi se na popisu esencijalnih lijekova Svjetske zdravstvene organizacije).

Dušikova kiselina i onečišćenje zraka

Dušični oksidi (NOx) mogu se naći u vanjskom i unutarnjem okruženju.

Atmosferska koncentracija dušikovih oksida značajno se povećala u posljednjih 100 godina.

Njegovo proučavanje nužno je za planiranje kakvoće zraka i procjenu njegovih učinaka na ljudsko zdravlje i okoliš.

Prema njihovom podrijetlu, izvori emisije atmosferskih zagađivača mogu se klasificirati kao:

• Iz vanjskog okruženja
a. Antropogeni izvori
A.1. Industrijski procesi
A.2. Ljudska aktivnost
b. Prirodni izvori
B.1. Procesi sagorijevanja biomase (fosilnih goriva).
B.2. oceani
B.3. tlo
B.4. Procesi uključeni u sunčevo svjetlo

• Unutarnja okruženja
a. Izvori infiltrirani iz vanjskih sredina procesima izmjene zraka.
b. Izvori dobiveni iz procesa izgaranja u unutarnjim okruženjima (glavnim).

Razine NO2 u zatvorenim prostorima oni su veći od vrijednosti NO2 na otvorenom. Omjer unutarnjih / vanjskih (I / E) je veći od 1.

Poznavanje i kontrola ovih izvora emisije zatvorenih prostora je temeljna zbog vremena osobnog boravka u tim sredinama (domovi, uredi, prijevozna sredstva).

Od kasnih 1970-ih, dušična kiselina (HONO) identificirana je kao ključna atmosferska komponenta zbog svoje uloge kao izravnog izvora hidroksilnih radikala (OH).

Postoji nekoliko poznatih izvora OH u troposferi, međutim, proizvodnja HONO od OH-a je od interesa jer su izvori, sudbina i dnevni ciklus HONO-a u atmosferi tek nedavno počeli rasvjetljavati..

Dušična kiselina sudjeluje u ravnoteži ozona u troposferi. Heterogena reakcija dušikovog oksida (NO) i vode proizvodi dušičnu kiselinu. Kada se ova reakcija odvija na površini atmosferskih aerosola, proizvod se lako fotodekomponira na hidroksilne radikale

OH radikali su uključeni u stvaranje ozona (O3) i peroksiacetil nitrata (PAN), koji uzrokuju tzv. "Fotokemijski smog" u zagađenim područjima i doprinose oksidaciji hlapivih organskih spojeva (VOC), koji sekundarno oblikuju čestice i plinovi s kisikom.

Dušikova kiselina snažno upija sunčevu svjetlost na valnim duljinama kraćim od 390 nm, što dovodi do njezine fotolitičke razgradnje u OH i dušikovom oksidu (NO).

HONO + hν → OH + NO

Noću, odsutnost ovog mehanizma rezultira nakupljanjem HONO-a. Nastavak fotonize HONO-a nakon zore može dovesti do stvaranja OH-a ujutro.

U zapadnim društvima ljudi provode gotovo 90% svog vremena u zatvorenom prostoru, uglavnom u vlastitim domovima.

Globalna potražnja za uštedom energije pokrenula je uštede energije u grijanju i hlađenju (dobra izolacija unutarnjih prostora, niska razina infiltracije zraka, energetski učinkoviti prozori) što je dovelo do povećanja razine onečišćujućih tvari u zraku u takvim okruženjima.

Zbog manjih volumena i smanjene stope izmjene zraka, vrijeme zadržavanja onečišćujućih tvari u zraku je mnogo duže u zatvorenim prostorima u usporedbi s vanjskom atmosferom.

Među svim spojevima prisutnim u zatvorenom zraku, HONO predstavlja važan zagađivač u plinskoj fazi koji može biti prisutan u prilično visokim koncentracijama s implikacijama na kvalitetu zraka i zdravlje..

HONUS može dovesti do iritacije respiratornog trakta i problema s disanjem.

HONO, kada dođe u kontakt s određenim spojevima prisutnim na površinama unutarnjih prostora (kao na primjer nikotin duhanskog dima), može tvoriti karcinogene nitrozamine.

Honoluluu zatvoreni okruženje može se dobiti izravno tijekom procesa izgaranja, odnosno paljenjem svijeće, plinske peći i grijači, ili se mogu formirati heterogena hidrolizom NO2 u različitim unutarnjim površinama.

2NO2 + H2O → HONO + HNO3

UV frakcija sunčeve svjetlosti može povećati heterogenu konverziju NO2 u HONO.

Alvarez i sur. (2014) i Bartolomei i sur. (2014) pokazali su da se HONO proizvodi u heterogenim reakcijama, induciranim svjetlošću, NO2 s uobičajenim površinama u zatvorenim prostorima, kao što su staklo, sredstva za čišćenje, boje i lakovi.

Slično tome, stope stvaranja HONO-a inducirane svjetlom, opažene na unutarnjim površinama, mogu pomoći u objašnjavanju visokih razina OH koje se promatraju u zatvorenom prostoru tijekom dana.

Honoluluu se izravno kao primarni onečišćenja i doći do visoke razine u zraku u zatvorenom prostoru kroz procese izgaranja, na primjer, u slabo prozračenim kuhinjama „energetski učinkovite” kuće s plinskih peći.

Dodatno, HONO se može formirati kroz heterogene reakcije NO2 sa slojevima vode koji su sorbirani na nekoliko unutarnjih površina.

Iako su dva izvora HONO (izravna emisija i heterogene reakcije NO2 plinska faza adsorbiraju slojeva vode u odsutnosti sunčeve svjetlosti) predstavljaju značajne izvore zatvoreni HONO, modele koji imaju samo ova dva izvora sustavno podcjenjuju razine HONO promatrati dnevne zatvorenom.

Alvarez i suradnici (2014) proveli su istraživanje heterogenih reakcija induciranih svjetlošću, NO2 u plinskoj fazi s nizom uobičajenih kućnih kemikalija, uključujući sredstva za čišćenje podova (alkalni deterdžent), sredstva za čišćenje kupaonica (kiseli deterdžent), bijele zidne boje i lakove.

Valne duljine fotoekscitacije korištene u ovom istraživanju karakteristične su za one iz sunčevog spektra koje lako prodiru u unutarnje prostore (λ> 340 nm).

Ovi autori su otkrili da ove kućne kemikalije imaju važnu ulogu u kemiji i kvaliteti zraka u zatvorenim prostorima.

Prema njegovim istraživanjima, foto-disocijacija čak i male frakcije HONO-a, kako bi se proizveli hidroksilni radikali, imala bi velik utjecaj na kemiju zraka u zatvorenom prostoru..

Slično tome, Bartolomei i suradnici (2014) proučavali su heterogene NO reakcije2 s odabranim unutarnjim površinama boje, u prisutnosti svjetla, i pokazali da se stvaranje HONO-a povećava s obzirom na svjetlost i relativnu vlažnost u navedenim unutarnjim okruženjima.

Sigurnost i rizici

Izjave o opasnostima globalno usklađenog sustava za razvrstavanje i označavanje kemikalija (DGU)

Globalno harmonizirani sustav za razvrstavanje i označavanje kemikalija (DGU) je međunarodno dogovoreni sustav koji su stvorili Ujedinjeni narodi i zamišljen različitim standardima klasifikacije i označavanja koji se koriste u različitim zemljama korištenjem dosljednih kriterija širom svijeta..

Opasnost (i njegova odgovarajuća poglavlja iz DGU) klase, klasifikacija standardima i označavanju i preporuke za natrijevog nitrita su kako slijedi (Europska agencija za kemikalije, 2017, Ujedinjenih naroda, 2015., pubchem, 2017):

Izjave o opasnosti za GHS

H272: Može pojačati požar; Oksidant [Upozorenje Oksidirajuće tekućine; Oksidirajuće krutine - Kategorija 3] (PubChem, 2017).
H301: Otrovno ako se proguta [Opasnost Akutna toksičnost, oralno - Kategorija 3] (PubChem, 2017).
H319: Uzrokuje jako nadraživanje oka [Upozorenje Ozbiljno oštećenje oka / nadražaj očiju - Kategorija 2A] (PubChem, 2017).
H341: Sumnja se da uzrokuje genetske defekte [Upozorenje Mutagenost stanica gnijezda - Kategorija 2] (PubChem, 2017).
H361: Sumnja se da šteti plodnosti ili fetusu [Upozorenje Toksičnost po reprodukciju - Kategorija 2] (PubChem, 2017).
H370: Uzrokuje oštećenje organa [Opasnost Specifična toksičnost za ciljni organ, jednokratna izloženost - Kategorija 1] (PubChem, 2017).
H373: Uzrokuje oštećenje organa tijekom produljene ili ponavljane izloženosti [Upozorenje Specifična toksičnost za ciljni organ, ponavljana izloženost - Kategorija 2] (PubChem, 2017).
H400: Vrlo otrovno za vodeni svijet [Upozorenje Opasno za vodeni okoliš, akutna opasnost - Kategorija 1] (PubChem, 2017).
H410: Vrlo otrovno za vodene organizme, s dugotrajnim štetnim učincima [Upozorenje Opasno za vodeni okoliš, dugotrajna opasnost - Kategorija 1] (PubChem, 2017).

Oznake upozorenja
P301 + P310, P305 + P351 + P338, P307 + P311, P308 + P313, P314, P321, P330, P337 + P313, P301, P301, P202, P210, P220, P221, P260, P264, P270, P273, P280, P281, P370 + P378, P391, P405 i P501 (pubchem, 2017).

reference

  1. Alvarez, E.G., Sörgel, M., Gligorovski, S., Bassil, S., Bartolomei, V., Coulomb, B., ... & Wortham, H. (2014). Proizvodnja svjetlosno inducirane dušične kiseline (HONO) iz heterogenih reakcija NO 2 na kućne kemikalije. Atmosferski okoliš, 95, 391-399. 
  2. Bartolomei, V., Sörgel, M., Gligorovski, S., Alvarez, E. G., Gandolfo, A., Strekowski, R., ... i Wortham, H. (2014). Formiranje unutarnji dušičnom kiselinom (HONO) svjetlosnim induciran reakcija NO2 heterogena, s bijelom bojenju zidova. Znanost i istraživanje okoliša od onečišćenja, 21 (15), 9259-9269. 
  3. Benjah-bmm27, (2007). Amyl-nitrite-3D-balls [slika] Dobavljeno iz: en.wikipedia.org.
  4. Benjah-bmm27, (2009). Chloramphenicol-3D [image] Preuzeto s: en.wikipedia.org.
  5. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitrite-ester-2D [image] Preuzeto s: en.wikipedia.org.
  6. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitro-group-2D [image] Preuzeto s: en.wikipedia.org.
  7. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitrite-ester-2D [image] Preuzeto s: en.wikipedia.org.
  8. ChemIDplus, (2017). 3D struktura 7632-00-0 - Natrijev nitrit [USP] [image] Dobavljeno iz: chem.nlm.nih.gov.
  9. Europska agencija za kemikalije (ECHA). (2017). Sažetak klasifikacije i označavanja. Harmonizirano razvrstavanje - Prilog VI Uredbe (EZ) br. 1272/2008 (Uredba CLP). Natrijev nitrit. Preuzeto 5. veljače 2017., s adrese: echa.europa.eu
  10. Gall, E.T., Griffin, R.J., Steiner, A.L., Dibb, J., Scheuer, E., Gong, L., ... i Flynn, J. (2016). Procjena izvora dušika i ponora u gradskom odljevu. Atmosferski okoliš, 127, 272-282.
  11. Gligorovski, S. (2016). Dušikova kiselina (HONO): Pojava zatvorenog onečišćivača. Časopis za fotokemiju i fotobiologiju A: Kemija, 314, 1-5.
  12. JSmol, (2017). Nitrite [image] Preuzeto s: chemapps.stolaf.edu.
  13. JSmol, (2017). Dušična kiselina [image] Dobavljeno iz: chemapps.stolaf.edu.
  14. Jü, (2013). Amil nitrit Formula V.1. [image] Preuzeto s: en.wikipedia.org.
  15. Madruga, D.G. & Patier, R.F. (2006). UKLJUČIVANJE NOxA U ATMOSFERSKU KEMIJU. Elektronički časopis za okoliš, (2), str. 
  16. Ujedinjeni narodi (2015.). Globalno harmonizirani sustav za razvrstavanje i označavanje kemijskih proizvoda (DGU) Šesto revidirano izdanje. New York, Sjedinjene Države: publikacija Ujedinjenih naroda. Preuzeto s: unece.org.
  17. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. PubChem Compound baza podataka. (2017). Nitrita. Bethesda, MD, EU: Nacionalna medicinska knjižnica. Preuzeto s: ncbi.nlm.nih.gov.
  18. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. PubChem Compound baza podataka. (2017). Dušična kiselina. Bethesda, MD, EU: Nacionalna medicinska knjižnica. Preuzeto s: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  19. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. PubChem Compound baza podataka. (2017). Natrijev nitrit. Bethesda, MD, EU: Nacionalna medicinska knjižnica. Preuzeto s: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  20. Nacionalna administracija za oceane i atmosferu (NOAA). CAMEO Kemikalije. (2017). Tehnički list. Nitriti, anorganski, N.O.S. Silver Spring, MD. EU-a; Preuzeto s: cameochemicals.noaa.gov.
  21. Nacionalna administracija za oceane i atmosferu (NOAA). CAMEO Kemikalije. (2017). Reaktivni skup podataka grupe. Spojevi nitrata i nitrita, anorganski. Silver Spring, MD. EU-a; Preuzeto s: cameochemicals.noaa.gov.
  22. Nacionalna administracija za oceane i atmosferu (NOAA). CAMEO Kemikalije. (2017). Reaktivni skup podataka grupe. Nitro, nitroso, nitrat i nitritni spojevi, organski. Silver Spring, MD. EU-a; Preuzeto s: cameochemicals.noaa.gov.
  23. Oelen, W. (2005). Kristali natrijevog nitrita [image] Dobavljeno iz: en.wikipedia.org.
  24. PubChem, (2016). Nitrite [image] Preuzeto s: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  25. PubChem, (2016). Dušična kiselina [image] Preuzeto s: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  26. PubChem, (2016). Natrijev nitrit [image] Preuzeto s: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  27. Spataro, F., i Ianniello, A. (2014). Izvori atmosferske dušične kiseline: stanje znanosti, trenutne potrebe istraživanja i budući izgledi. Journal of Air & Waste Management Association, 64 (11), 1232-1250.
  28. Thiemann, M., Scheibler, E., i Wiegand, K.W. (2000). Dušična kiselina, dušična kiselina i dušikovi oksidi. U Ullmannovoj Enciklopediji industrijske kemije. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.