Нітратна кислота і нітрати, їх поширення в природі. Проблема місту нітратів у харчових продуктах.

Нітратна кислота ( азотна кислота) HNO 3 - одноосновна, оксигеновмісна кислота одна із найважливіших кислот. Ступінь окиснення Нітрогену в ній становить +5 і є найвищим для цього елемента.. Валентність Нітрогену – IV. Відносна молекулярна масса сполуки-Mr (HNO 3 ) = 63

Історична довідка Нітратна кіcлoтa має довгу іcтopію, яка починається ще в IX столітті. Пepшим, хто отримав нітратну киcлoтy, був apaбcький aлxімік, під пceвдoнімом Гeбep Bпepше кoнцeнтpoвaннa димлящa нітратна киcлoтa булa отримана в 1648 гoдy німeцким aптeкapeм-aлxімікoм Іoгaннoм Pyдoльфoм Глayбepoм шляхом пepeгoнки нітратної кіcлoти, отриманої взaємoдією сульфатної киcлoти і кaлієвoї ceлітpи KNO 3

У 1826 гoдy Джoзeф Льюіc Гeй-Люccaк, пpoфecop фізики і хімії в пapіжcькі Copбoні та вищій Пoлітexнічні шкoлі, визначив фopмyлy нітратної киcлoти B 1763 гoдy M. B. Лoмoнocoв дослідив і oпиcaв цей мeтoд. Texнoлoгія отримання нітратної киcлoти нe змінювалась дo кінця XVIII cтoліття. B 1907 гoдy B. Ocтвaльд винаходить пpoмислову ycтaнoвкy для отримання нітратної киcлoти кaтaлітичним oкиcненням aмоніаку.

Нітратна кислота HNO 3 характеризується деякими специфічними властивостями. Вона є сильним окисником і реагує практично з усіма металами, за виключенням Au і Pt. На відміну від H 2 SO 4, яка має окисні властивості тільки в концентрованому стані, HNO 3 є окисником і в розведених розчинах (тому в реакціях з металами водень ніколи не виділяється). Окислювальні властивості HNO 3 обумовлені наявністю в її молекулі Нітрогену зі ступенем окиснення +5, який може відновлюватися, знижуючи свій ступінь окиснення до +4, +3, +2, +1, 0, HNO 3 NO 2 HNO 2 NON 2 O N 2 NH 3

O H – O – N O

Фізичні властивості нітратної кислоти Безбарвна рідина, жовтіє при зберіганні, має різкий запах; вибухонебезпечна, димить: = 1,5 г/см3, tкип. = 86 0С, tзамерз. = – 41 0С.

Ме + HNO 3 Ме(NO 3 ) n + + Н 2 О Взаємодія HNO 3 з металами. 1)водень не утворюється, він окиснюється, утворюючи Н 2 О; 2)утворюється оксид металу, потім розчиняється в HNO 3 і утворюється сіль нітратної кислоти; 3) утворюється продукт відновлення HNO 3

HNO 3 Концентрована Розведена З лужно- земельними, а також Zn З лужно- земельними, а також Zn З важкими металами +Fe З важкими металами +Fe З лужними і лужно- земельними металами. З лужними і лужно- земельними металами. З важкими металами Pb,Hg, Ag,Cu. З важкими металами Pb,Hg, Ag,Cu. На Au, платинові метали, Zr, Th- не діє. На Au, платинові метали, Zr, Th- не діє. Al, Fe,Cr пасивує Al, Fe,Cr пасивує NO 2 N2ON2O N2ON2O NH 3 NO (NH 4 NO 3 )

Ще більш сильним окислювачем, ніж чиста нітратна кислота, є суміш концентрованої нітратної кислоти з концентрованою хлоридною кислотою ("царська горілка"): HNO 3 + 3HCl = 2Cl + NOCl + 2H 2 O У "царській горілці" розчиняються навіть золото і платина: Au + HNO 3 + 3HCl = AuCl 3 + NO + 2H 2 O 3Pt + 4HNO HCl = 3PtCl 4 + 4NO + 8H 2 O

Взаємодія HNO 3 з міддю Cu + 4HNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2+ H 2 O бурий газ

Взаємодія HNO 3 з неметалами Нітратна кислота окиснює неметали: S до Н 2 SО 4 Р до Н 3 РО 4 As до Н 3 AsО 4 Сама відновлюється: концентрована до - NO 2, розведена до - NO. Якщо в пробірку з HNO 3 конц кинути тліючу вуглинку, вона згорить, перетворившись в СО 2. Іншими продуктами будуть NO 2 і H 2 O. t С + 4HNO 3 конц СО 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

Хімічні волокна Барвники Пластмаси Добрива Лікарські засоби Дезінфікуючі засоби Фотоплівка Вибухові речовини Нітролаки

Нітрати використовуються в якості мінеральних азотних добрив. Нітрати безбарвні кристалічні речовини, солі і ефіри азотної кислоти HNO 3. Вони утворюються при взаємодії нітратної кислоти з відповідними металами, або їх оксидами та гідроксидами.

Продукти харчування містять велику кількість біологічно-активних речовин, які характеризують харчову цінність продуктів (білків, жирів, вуглеводів), а також різних хімічних забруднювачів: токсичні елементи, нітрати, нітрити, N-нітрозосполуки, мікотоксини, пестициди.

Нітрати – токсичні речовини

У всіх країнах широко застосовуються різні хімічні та природні сполуки з метою подовження строку зберігання продуктів, прискорення технології виробництва та поліпшення якості продуктів харчування.

Ці сполуки називаються харчовими добавками. Нітрити та нітрати входять до складу харчових добавок.

Харчова промисловість також використовує нітрати та нітрити як консерванти і підсилювачі кольору.

Концентрація цих хімічних забруднювачів у продуктах може бути безпечною для людини та небезпечною.

80 % нітратів надходять до організму людини з харчовими продуктами, в основному з рослинними.

Самі по собі нітрати в рослинах присутні завжди, тому що вони представляють собою природне джерело азоту в будь-якому рослинному організмі. Нітрати асимілюються в різних частинах рослин. Цей процес відбувається в три етапи:

Для людини досить безпечною добовою дозою нітратів є мг. Для дорослої людини гранично допустима добова доза становить 500 мг, а є токсичною.

Нітрити пов'язують гемоглобін крові, в результаті чого еритроцити втрачають здатність переносити кисень. Це порушує обмін речовин, дестабілізує нервову систему, послаблює захисні здібності організму. При регулярному їх надходженні організм втрачає йод.

Нітрити також сприяють виникненню пухлин шлунково- кишкового тракту і викликають розвиток шкідливих кишкових бактерій, які виробляють токсини, що може призвести до отруєння організму.

При підвищеному рівні нітратів знижується вміст вітамінів в їжі, що також негативно впливає на обмін речовин.

Нітритів у свіжих продуктах утримується не дуже багато. Їхня кількість зростає в процесі зберігання овочів і фруктів за певних умов, наприклад якщо зберігати биті, ушкоджені або брудні овочі в сирому приміщенні при кімнатній температурі.

При здрібнюванні і перетиранні овочів нітрати теж починають активно відновлюватися в нітрити Із цієї причини, на думку лікарів, відбувається отруєння дітей при годівлі дитячим харчуванням (пюре зі шпинату з морквяним соком і т.п.).

Не тільки діти чутливі до нітратів, але й особи похилого віку, хворі на анемію, з захворюванням дихальної системи, хворобами серцево- судинної системи.

Запобіжні засоби, до яких потрібно вдаватися, аби уникнути отруєння нітратами:

1) дотримання правил агротехніки вирощування сільськогосподарських культур; 2) споживання води, молока, що пройшли аналіз на вміст у них нітратів; 3) обмежене споживання овочевих культур, що виросли у теплицях;

4) дотримання рекомендацій щодо зменшення вмісту нітратів у процесі приготування овочевих страв.

Домашне завдання Складіть рівняння реакцій: HNO 3 + Li 2 O HNO 3 + Fe(OH) 3 HNO 3 + Sr(OH) 2 HNO 3 + ZnCO 3 Допишіть схеми реакцій і складіть відповідні хімічні рівняння (коефіцієнти доберіть методом електронного балансу): Zn + HNO 3 (конц.) Zn + HNO 3 (розб.) Ag + HNO 3 (конц.) Cu + HNO 3 (розб.)