Нитра́ты (от ; ) — соли азотной кислоты, содержащие однозарядный анион .
Устаревшее название — «селитры» — в настоящее время используется преимущественно в минералогии, как название для минералов, а также для удобрений в сельском хозяйстве.
Общие химические свойства Нитраты получают действием азотной кислоты HNO3 на металлы, оксиды, гидроксиды, соли. Нитраты почти всех металлов растворимы в воде. Исключения составляют, среди прочих, гидролизованные нитраты, например, основной нитрат висмута — Bi(OH)2(NO3). Также, почти все нитраты комплексных соединений растворимы в воде, за редкими исключениями, например — нитрат тригидразинникеля(II) нерастворим в воде, как и некоторые другие комплексные соединения, где гидразин выступает в качестве лиганда.
Нитраты являются достаточно сильными окислителями в твёрдом состоянии (обычно в виде расплава), но практически не обладают окислительными свойствами в растворе, в отличие от азотной кислоты. Например, расплавы нитратов щелочных металлов крайне активно реагируют с углём и серой. На этом свойстве основан принцип работы чёрного пороха. Также, нитраты в щелочной среде восстанавливаются активным металлами до аммиака (чаще всего, для этой цели используют алюминий, реже — цинк):
8Al + 3NO3^- + 5 OH^- + 18H2O -> 8[Al(OH)4]^- + 3NH3
Нитраты устойчивы при обычной температуре. Они обычно плавятся при относительно низких температурах (200—600 °C), зачастую с разложением.
Окисляют концентрированные HI, HBr и HCl до свободных галогенов:
2NaNO3 + 8HI -> 2NaI + 3I2 v + 2NO ^ + 4H2O
2NaNO3 + 8HBr -> 2 NaBr + 3Br2 + 2NO ^ + 4H2O
2NaNO3 + 8HCl <=> 2NaCl + 3Cl2 ^ + 2NO ^ + 4H2O
Разложение нитратов При нагревании твёрдых нитратов все они разлагаются с выделением кислорода.
Соли азотной кислоты при нагревании разлагаются, причём продукты разложения зависят от положения солеобразующего металла в ряду стандартных электродных потенциалов:
Li→Rb→K→Ba→Sr→Ca→Na→Mg→Al→Mn→Zn→Cr→Fe→Cd→Co→Ni→Sn→Pb→(H)→Sb→Bi→Cu→Hg→Ag→Pd→Pt→Au
Нитраты металлов, расположенных левее магния Mg (за исключением лития), при разложении образуют нитриты и кислород, например, нитрат натрия разлагается при температуре 300 °С: 2 NaNO3 -> 2 NaNO2 + O2 ^
Нитраты металлов, расположенные в ряду стандартных электродных потенциалов от Mg до Cu, а также Li дают при разложении оксид металла, NO2 и кислород. Например, нитрат меди(II) при нагревании разлагается с образованием оксида меди(II), диоксида азота и кислорода: 2 Cu(NO3)2 ->[>170~\mathrm{^\circ C}] 2 CuO{} + 4 NO2{} + O2
Нитраты металлов, расположенных в данном ряду после Cu образуют свободный металл, NO2 и кислород. Например, нитрат серебра разлагается при температуре 170 °С, образуя свободный металл, диоксид азота и кислород. 2 AgNO3 ->[>170~\mathrm{^\circ C}] 2 Ag{} + 2 NO2{} + O2
Термическое разложение нитрата аммония может происходить по-разному, в зависимости от температуры: Температура ниже 270 °C: NH4NO3 -> N2O ^ + 2 H2O Температура выше 270 °C или детонация: 2 NH4NO3 -> 2 N2 + O2 + 4 H2O
Применение Основное применение нитратов — удобрения (селитры), взрывчатые вещества (аммониты), получение стекла, производство лекарств, пищевые добавки при производстве колбасOpinions of the Scientific Committee for Food on: Nitrates and Nitrite / Reports of the Scientific Committee for Food; European Commission, 1997, в пиротехнике, компоненты ракетного топлива.
Нитраты (нитрат натрия — E251, нитрат калия — E252) разрешены в качестве пищевых добавок в Европейском Союзе в соответствии с Регламентом Комиссии (ЕС) № 1129/2011. Они используются в пищевых продуктах для стабилизации переработанного мяса и сыра. Количество нитрата, разрешенное для использования в переработанном мясе составляет 150 мг/кг, за исключением стерилизованных мясных продуктов, для которых предел составляет 100 мг/ кг. Добавление нитрата натрия разрешено только в сырое мясо, но не более 150 мг/кг. Средний уровень остаточных нитратов в мясных продуктах составляет: во Франции (50 мг/кг); США (4,7 мг/кг); Дания (6 мг/кг); Бельгия (4мг/кг) и Иран (13,9 мг/кг).
Имеется целый ряд препаратов, относящихся к классу нитратов. Широкое применение нашли нитроглицерин, изосорбида динитрат и его основной действующий метаболит — изосорбида 5-мононитрат. Нитраты применяются при различных формах ишемической болезни сердца: стабильной стенокардии, остром коронарном синдроме.
Биологическая роль Соли азотной кислоты являются компонентами минеральных удобрений. Растения используют азот из соли для построения клеток организма, создания хлорофилла. В организме людей нитраты превращаются в нитриты и нитрозамины. Поэтому «безнитратных» продуктов в природе не бывает.
В организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах более 100 мг нитратов. Из нитратов, ежедневно попадающих в организм взрослого человека, 70 % поступает с овощами, 20 % — с водой и 6 % — с мясом и консервированными продуктами. При употреблении этих соединений около 60-70 % легко всасываются и быстро выводятся с мочой. У человека около 3 % нитратов выводится с мочой в виде мочевины и аммиака.
По нормам ВОЗ, допустимой суточной дозой нитратов для человека считается 5 мг на каждый килограмм его веса. При среднем весе 70 кг это соответствует 350 мг нитратов в сутки.
Распространение Ионы нитратов и нитритов широко распространены в окружающей среде и встречаются в природе в растительных продуктах (овощах) и воде. Вклад питьевой воды в потребление нитратов обычно невелик (менее 14 %). Считается, что некоторые овощи, такие как сырой шпинат, свекла, рукола, сельдерей и салат, содержат высокие концентрации нитратов. Кроме того, эти соединения используются в качестве добавок для улучшения качества пищевых продуктов и защиты от микробного загрязнения и химических изменений. Мясная промышленность использует нитраты и нитриты в качестве добавок в процессе консервирования мяса. Нитраты содержатся в терапевтических средствах для лечения стенокардии и ишемии пальцев. +Содержание нитратов в овощахОвощОбщее содержание нитратов (мг/кг)Шпинатот 1066 до 2333Руккола4677Редька1297Сельдерейот 1103 до 1544Ревень2943Салат латукот 786 до 1324Мангольдот 1690 до 1728Свеклаот 1446 до 2756Морковьот 238 до 296Картошка168 Содержание нитратов в маринованных продуктах (в том числе в маринованной свекле, цветной капусте, моркови, брюссельской капусте) в целом ниже по сравнению со свежими фруктами и овощами. При варке, бланшировании, консервировании, солении, квашении и очистке уровень нитратов уменьшается.
Влияние на организм Нитриты и нитраты коррелируют с развитием следующих заболеваний:
рак желудка колоректальный рак рак пищевода рак щитовидной железы карцинома почек метгемоглобинемия гипотиреоз рак молочной железы нитрозативный стресс Полезные свойства нитритов и нитратов: снижение артериального давления, профилактика атеросклероза, защита от ишемии-реперфузии, улучшает способность к физической нагрузке, профилактика инсульта, инсулинорезистентность и толерантность к глюкозе, снижение триглицеридов.
Примечания
* Категория:Соединения азота Категория:Биологический цикл азота Категория:Сигнальные молекулы газообразных веществ Категория:Соединения азота по алфавиту