Nitrater egenskaper, struktur, nomenklatur, trening

De Nitrater De er alle de forbindelsene som ikke inneholder anion₃^-, Når det gjelder uorganiske salter, eller nitro -gruppen, -ono₂, I tilfelle av organiske derivater. Hos uorganiske er alle nitrater metallsalter eller ammoniumion, der elektrostatiske interaksjoner m dominererⁿ⁺NEI₃^-.

For eksempel natriumnitrat₃, Det dannes av Na -ioner⁺ og ikke₃^-. Dette saltet, sammen med kaliumnitrat, kno₃, er de mest tallrike nitratprøver i naturen. Nitrater finner i jordsmonnene, i plantevev, og fremfor alt, i hav og saltvannsavsetninger som salitre, som ligger i Chile.

Nitratanion representert av en kuler og barer -modell. Kilde: Benjah-BMM27 / Public Domain.

Begrepet 'nitrater' henviser umiddelbart til salter, gjødsel og eksplosiver. De er også relatert til kjøtt og herdingsprosesser for å hemme veksten av bakterier og dermed forsinke deres forverring. Nitrater er også synonymer for grønnsaker, fordi de inneholder store mengder av disse saltene.

Han gjør ikke₃^- (overlegen bilde) er den mest oksiderte formen for nitrogen, og er det endelige og assimilerbare produktet av dets biologiske syklus. Nitrogenet i atmosfæren lider flere transformasjoner, enten ved arbeid med elektriske stråler eller gjennom mikrobielle handlinger, for å bli NH₄⁺ og ikke₃^-, både løselig i vann og absorberbar av planter.

Nitrater brukes som oksidasjonsmidler, gjødsel, eksplosiver og kardiologiske medisiner. Denne siste bruken kontrasterer mye med andre, da de metaboliserer eller samhandler med kroppen på en slik måte at de utvider venene og arteriene; Og derfor er det en økning og forbedring av blodstrømmen, og lindrer hjertesmerter.

[TOC]

Nitrater egenskaper

Nøytralitet

Nitrater er i prinsippet nøytrale stoffer, som nei₃^- Det er den konjugerte base av salpetersyre, HNO₃, En sterk syre. I vann er det ikke nevneverdig:

NEI₃^- + H₂Eller ⇌ hno₃ + Åh^-

Faktisk kan det sies at denne hydrolysen ikke forekommer i det hele tatt, mengdene av å være foraktelig^-. Derfor er vandige nitratoppløsninger nøytrale med mindre det er andre oppløste stoffer.

Fysiske opptredener

Uorganiske nitrater består av salter hvis generelle formler er m (nei₃)_n, å være n Det er Valencia eller den positive belastningen på den metalliske kationen. Alle disse nitratene har krystallinsk lysstyrke og har hvitaktige farger. Imidlertid kan overgangsmetallnitrater være fargerike.

For eksempel kobbernitrat (II) eller Cupric nitrat, Cu (nei₃)₂, Det er et blåaktig krystallinsk fast stoff. I mellomtiden nikkel nitrat (II), og heller ikke (nei₃)₂, Det er en solid smaragdfarge. Noen andre nitrater, for eksempel jern, har svake farger.

På den annen side er organiske nitrater vanligvis svært følsomme og eksplosive faste stoffer eller faste stoffer.

Det kan tjene deg: levende materie: konsept, egenskaper og eksempler

Termisk nedbrytning

Metallnitrater er følsomme for høye temperaturer, siden de begynner å bryte sammen i henhold til følgende kjemiske ligning:

2m (nei₃)₂(S) → 2MO (S)+4NO₂(g)+eller₂(g)

Som observert dekomponerer metallnitrat til et oksyd-, MO- og nitrogen- og oksygendioksid. Denne termiske nedbrytningen forekommer ikke ved samme temperatur for alle nitrater; Noen motstår mer enn andre.

Som en generell regel er jo større og mindre belastning av kation m⁺, større vil være temperaturen som nitrat må varmes opp for å bryte ned. I stedet, når m⁺ Den er liten eller har en stor positiv belastning, nitrat dekomponerer ved lavere temperaturer, derfor mer ustabil.

For eksempel natriumnitrat₃, Den dekomponerer ved en temperatur lavere enn for bariumnitrat, BA (nei₃)₂, Vel, selv om BA²⁺ har større belastning enn NA⁺, Størrelsen er mye større.

Oksidasjonsmiddel

Han gjør ikke₃^- Det er en relativt stabil anion. Nitrogenatom er imidlertid sterkt oksidert, med en oksidasjonstilstand på +5 (n⁵⁺ENTEN₃^2-), Så det er "tørst" av elektroner. Av denne grunn er nitrat et oksidasjonsmiddel, som vil søke å snappe stoffer elektroner rundt det.

Det er denne mangelen på elektroner i nitrogenatomet av NO₃^- Hva Nano gjør₃ Og kno₃ Sterke oksidasjonsmidler, brukt som kruttekomponenter. Legger til dette karakteristikken det faktum at gasser frigjøres₂ Jeg₂ Når du nedbryter, forstås det hvorfor det er en del av mange eksplosiver.

Når nitrat får elektroner eller reduseres, kan det transformeres til ammoniakk, NH₃, eller i nitrogenoksid, nei, avhengig av reagenser og tilstander.

Løselighet

Alle uorganiske nitrater, eller hva er det samme, metall og ammoniumnitrater, NH₄NEI₃, De er vannløselige forbindelser. Dette er fordi vannmolekyler har en sterk affinitet for ikke₃^-, Og at de krystallinske nettverkene til disse nitratene ikke er veldig stabile.

Struktur

Nitratanion

Nitrat resonansstrukturer. Kilde: Benjah-BMM27 / Public Domain.

Det øvre bildet viser resonansstrukturene til nitratanionen. Som det kan sees, er to negative ladninger lokalisert i to oksygenatomer, som er demokalisert mellom de tre oksygenatomene. Derfor har hver eller en belastning på -2/3, mens nitrogen har en +1 belastning.

Så, nei₃^- Interaksjon elektrostatisk, eller form koordinasjonslenker, gjennom noen av de tre oksygenatomer.

Faste stoffer

Alle uorganiske nitrater er saltvann og ioniske. Derfor er strukturene krystallinske, noe som betyr at dens ioner, m⁺ og ikke₃^-, De er ordnet i verdensrommet takket være deres elektrostatiske interaksjoner. Avhengig av disse interaksjonene, vil krystallene deres presentere forskjellige strukturer.

Kan tjene deg: hva er sikkerhetshombus og hva er det for?

For eksempel Nanos krystallinske struktur₃ Det er trigonal eller rhomboédica, mens Kno₃ Det er ortorrombisk.

Organiske nitrater

Organiske nitrater er representert med den generelle formelen Rono₂, hvor r er en alkyl eller aromatisk gruppe. Disse forbindelsene er preget av deres R-Aon-lenke₂, og består vanligvis av nitrogenderivater av polymerer og andre organiske stoffer.

Kompleks

Han gjør ikke₃^- Det koordinerer med metallsentre for å danne en M -kobling⁺-ELLER IKKE₂^-, å være et annet samspill for ionisk. Disse kompleksene er i hovedsak uorganisk natur. Nitrat kan til og med koordineres ved hjelp av to av oksygenatomer samtidig, m⁺-ENTEN₂NEI.

Nomenklatur

For å utnevne et nitrat, må ordene 'nitrat av' etterfulgt av navnet på kationen eller gruppen som følger med det i deres respektive kjemiske formel, skrives først. Valencia av kationen er spesifisert i parenteser når den har mer enn en. På samme måte kan suffikser brukes -co og -oy i så fall foretrukket, etter den tradisjonelle nomenklaturen.

Tenk for eksempel tro (nei₃)₃. Navnet er jernnitrat (III), fordi dens valens er +3, eller også kan kalles jernnitrat.

Disse reglene gjelder også for organiske nitrater, forutsatt at strukturene deres er enkle. For eksempel Cho₃ELLER IKKE₂ Det kalles metylnitrat, fordi -ch -gruppen₃ Det blir R -gruppen som følger med -ono₂.

Opplæring

Naturlig

Nitrater er dannet i naturen som en del av den biologiske syklusen av nitrogen. På grunn av dette har jordene, havene og noen vannstrømmer betydelige mengder nitrater. Avhengig av de omkringliggende ionene, vil det dannes forskjellige nitrater salter, å være nano₃ Og kno₃ Den vanligste og rikelig.

Industriell

Nitrater dannes ved industrielle skalaer ved nøytralisering av salpetersyre, enten med metallhydroksider, alkoholer, polymerer, etc. For eksempel kalsiumnitrat, CA (nei₃)₂, Det kan utarbeides i henhold til følgende kjemiske ligning:

CA (OH)₂ + 2hno₃ → CA (nei₃)₂ + 2H₂ENTEN

Tilsvarende blir flere organiske stoffer angrepet av HNO₃ Under visse betingelser for å fremme erstatning av noen av gruppene sine av -ono₂. Dette er hva som skjer med reaksjonen av cellulose for å transformere til nitrocellulose eller cellulosenitrat, et polymer og eksplosivt materiale.

Fotokatalytisk

Anion nr₃^-, Og derfor kan uorganiske nitrater dannes ved den fotokatalytiske virkningen av titanoksidavfall, onkel₂, bruker som råstoff ikke annet enn nitrogen og luftoksygen. Denne studien forutsetter at der det er overskudd av fyr₂, det vil være uønskede mengder nei₃^-, som påvirker vannpoenget og kan inkludere alger.

Kan tjene deg: aldehydos

applikasjoner

Kjøtt herding

Pølsene er et av de bearbeidede kjøttene som inneholder flere nitrater. Kilde: Pxhere.

Nitrater tilsettes flere kjøtt, spesielt pølser, for å eliminere bakterier og dermed forsinke forverringen. De reagerer også med proteinene sine for å gi dem en mer rødlig farge. Problemet med disse kjøttene er at de ved å lage dem ved høye temperaturer produserer nitrosoaminer: forbindelser knyttet til tykktarmskreft.

Denne reaksjonen unngås delvis hvis det er vitaminer til stede, som tilfellet er med grønnsaker, som selv om de er rike på nitrater, ikke er assosiert med kreftfremkallende patologier.

Jordbruk

Nitrater er en oppløselig nitrogenkilde. Derfor fungerer det som gjødsel for å bidra med nitrogen til planter, og dermed favorisere veksten deres.

Medisin

Nitrater har en spesiell funksjon i kroppen. Når du assimilerer ved enzymatisk virkning, reduseres det til nitrogenoksid, nei. Dette molekylet opptar volum og utvider årer og arterier, slik at det kan være større blodstrøm. Derfor brukes nitrater som medisiner for å bekjempe sirkulasjonssystemets patologier.

Ironisk og nysgjerrig, for dette formålet er organiske nitrater som glyserilo, nitroglyserin, isosorbid mononitrat og pentaerithritol tetranitrat blitt brukt, alle gode kandidater i eksplosivverdenen.

Eksplosiver

Nitrater brukes i eksplosive formuleringer, og kruttet er det mest symbolske eksemplet. Når de er oksidasjonsmidler, favoriserer de forbrenning av materie, i tillegg til å bidra til den brå utvidelsen av volumet på grunn av frigjøring av gasser etter nedbrytning.

Eksempler på nitrater

Gjennom de foregående seksjonene er mer enn ett eksempel på nitrater blitt nevnt. Til slutt vil noen andre bli oppført sammen med sine respektive formler og navn:

-Sengetøy₃: Litiumnitrat

-Rbno₃: Rubidio nitrat

-MG (nei₃)₂: Magnesiumnitrat

-SC (nei₃)₂: Scandio nitrat

-Cr (nei₃)₃: Kromnitrat (III)

-Zn (nei₃)₂: sinknitrat

-PB (nei₃)₂: blynitrat (ii)

-Agno₃: Sølvnitrat

-Ch₃Ch₂ELLER IKKE₂: Ethylnitrat

-Ch₃(Ch₂)₄ELLER IKKE₂: Amilo nitrat

Referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Carey f. (2008). Organisk kjemi. (Sjette utgave). Mc Graw Hill.
3. Clark J. (5. juni 2019). Den termiske stabiliteten til nitrater og karbonater. Kjemi librettexts. Gjenopprettet fra: Chem.Librettexts.org
4. Wikipedia. (2020). Nitrat. Hentet fra: i.Wikipedia.org
5. Angela Dowden. (12. mars 2019). Sannheten om nitratene i maten din. Hentet fra: BBC.com
6. Elsevier f.V. (2020). Nitrat. Scientedirect. Hentet fra: Scientedirect.com
7. Dr. Biji s. & Prof. Govindan v. (26. april 2017). Rollen til organiske nitrater i optimal medisinsk behandling av angina. European Society of Cardiology. Gjenopprettet fra: Escardio.org
8. Yuan, s., Chen, J., Lin, z. et al. (2013). Nitratdannelse fra atmosfærisk nitrogen og oksygen fotokatalysert av nano-sDeed titandioksid. Nat Commun 4, 2249. gjør jeg.org/10.1038/NCOMMS3249