Nitroso kislinska formulacija, spojine in tveganja



The dušikove kisline je zmerno močna do šibka kislina, stabilna le v hladni razredčeni vodni raztopini. Znano je samo v raztopini in v obliki nitritnih soli (kot so natrijev nitrit in kalijev nitrit)..

Dušikova kislina sodeluje pri ravnotežju ozona v spodnji atmosferi (troposferi). Nitrit je pomemben vir močnega vazodilatatorja dušikovega oksida. Nitro skupina (-NO2) je prisotna v estrih dušikove kisline in v nitro spojinah.

Nitriti se široko uporabljajo v prehrambeni industriji za zdravljenje mesa. Vendar pa je Mednarodna agencija za raziskave raka (IARC), specializirana organizacija za raka Svetovne zdravstvene organizacije (WHO) Združenih narodov, razvrstila nitrit kot verjetno rakotvorna za ljudi, ko se zaužije pod pogoji, ki povzročajo endogeno nitrozacijo.

Formule

Dušikova kislina: HNO2

Nitrit: NO2-

Natrijev nitrit: NaNO2

  • CAS: 7782-77-6 Dušikova kislina
  • CAS: 14797-65-0 Nitrit
  • CAS: 14797-65-0 natrijev nitrit (dušikova kislina, natrijeva sol)

2D struktura

3D struktura

Značilnosti dušikove kisline

Fizikalne in kemijske lastnosti

Predpostavlja se, da je dušikova kislina v dinamičnem ravnotežju z anhidridom v vodnih raztopinah:

2HNO2 2 N2O3 + H2O

Zaradi hidrolize so njene soli (nitriti) nestabilne v vodni raztopini. Dušikova kislina se proizvaja kot vmesni proizvod, kadar se NOx plini raztopijo v vodi (mono-dušikovi oksidi, kot so dušikov oksid in dušikov dioksid, NO in NO2)..

Pri segrevanju v prisotnosti peska, drobcev stekla ali drugih ostrih predmetov ali celo pri nizki temperaturi nesorazmerja dušikove kisline kot:

3 HNO2 NO HNO3 + 2NO + H2O

Na podlagi zgornje reakcije lahko dušikova kislina deluje kot redukcijsko sredstvo in kot oksidacijsko sredstvo. Ta nesorazmerna reakcija vpliva na lastnosti raztopin dušikove kisline in je pomembna pri proizvodnji dušikove kisline.

Posebno pomembna lastnost dušikove kisline je njena sposobnost, da diazotira organske amine. S primarnimi amini kislina tvori diazonijeve soli

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

Natrijev nitrit (ali natrijeva sol dušikove kisline) je bel do rahlo rumenkast kristaliničen prah, zelo topen v vodi in higroskopičen (absorbira vlago iz okolice)..

Kalijev nitrit je anorganska spojina s kemijsko formulo KNO2. Je ionska sol K + kalijevih ionov in nitritovih NO2 ionov-.

Kot druge nitritne soli, kot je natrijev nitrit, je strupen, če se zaužije in je lahko mutagen ali teratogen..

Dušikova kislina obstaja v dveh izomernih oblikah:

Te strukture vodijo do dveh serij organskih derivatov industrijskega pomena:

(I) Nitritni estri: \ t

(II) Nitroderivati:

Nitritni estri vsebujejo nitrozoksi funkcionalno skupino s splošno formulo RONO, v kateri je R arilna ali alkilna skupina..

Nitro derivati ​​(nitrirane spojine) so organske spojine, ki vsebujejo eno ali več nitro funkcionalnih skupin (-NO2)..

Spojine nitro skupine se skoraj vedno proizvajajo z reakcijami nitriranja, ki se začnejo z dušikovo kislino. Redko jih najdemo v naravi. Vsaj nekatere naravne nitro skupine izvirajo iz oksidacije amino skupin.

Anorganske nitritne spojine (natrijev nitrit, kalijev nitrit itd.)

Vnetljivost

Te spojine so eksplozivne. Nekatere od teh snovi se lahko eksplozivno razkrojijo, ko se segrejejo ali so vpletene v požar. Lahko eksplodira zaradi toplote ali kontaminacije. Posode lahko eksplodirajo pri segrevanju. Odtok lahko povzroči nevarnost požara ali eksplozije.

Reaktivnost

Spojine v tej skupini lahko delujejo kot izjemno močna oksidacijska sredstva in mešanice z reducenti ali reduciranimi materiali, kot so organske snovi, so lahko eksplozivne..

Reagira s kislinami, da nastane strupen dušikov dioksid. Pojavi se nasilna eksplozija, če se amonijeva sol zliva z nitritno soljo.

Nevarnost za zdravje

Vdihavanje, zaužitje ali stik (koža, oči) s hlapi ali snovmi lahko povzroči hude poškodbe, opekline ali smrt. Požar lahko povzroči dražilne, korozivne in / ali strupene pline. Odtok iz požarne kontrole ali vode za redčenje lahko povzroči kontaminacijo.

Organske nitritne spojine (nitritni estri, nitroderivi) \ t

Vnetljivost

Večina materialov v tej skupini je tehnično z nizko vnetljivostjo. Vendar so pogosto kemično nestabilne in podvržene eksplozivni razgradnji v zelo različni meri.

Reaktivnost

Aromatične nitro spojine lahko eksplodirajo v prisotnosti baze, kot je natrijev hidroksid ali kalijev hidroksid, tudi v prisotnosti vode ali organskih topil. Eksplozivne težnje nitro aromatskih spojin povečajo prisotnost večih nitro skupin.

Strupenost

Številne spojine v tej skupini so zelo strupene.

Uporabe

Med nitritnimi estri se v medicini uporabljajo amil nitrit in drugi alkil nitriti za zdravljenje bolezni srca in za podaljšanje orgazma, zlasti pri moških. Občasno se rekreativno uporabljajo za njihov evforični učinek.

Nitro skupina je ena najpogostejših eksplozij (funkcionalna skupina, ki tvori eksplozivno spojino) po vsem svetu. Veliko jih se uporablja v organski sintezi, vendar je največja uporaba spojin v tej skupini v vojaških in komercialnih eksplozivih..

Kloramfenikol (antibiotik, ki je uporaben za zdravljenje bakterijskih okužb) je redek primer naravne nitro spojine.

Diazonijeve soli se pogosto uporabljajo pri pripravi svetlo obarvanih spojin, ki se imenujejo azo barvila.

Glavna uporaba natrijevega nitrita je za industrijsko proizvodnjo organonitrogenih spojin. Je predhodnik različnih farmacevtskih izdelkov, barvil in pesticidov. Vendar pa je njegova najbolj znana uporaba kot aditiv za živila za preprečevanje botulizma. Ima številko E250.

Kalijev nitrit se uporablja kot aditiv za živila na podoben način kot natrijev nitrit. Ima številko E249.

Pod določenimi pogoji (zlasti med kuhanjem) lahko nitriti v mesu reagirajo z produkti razgradnje aminokislin, pri čemer tvorijo nitrozamine, ki so znani rakotvorni..

Vendar je vloga nitritov pri preprečevanju botulizma preprečila prepoved njihove uporabe v sušenem mesu. Štejejo se za nenadomestljive pri preprečevanju zastrupitve z botulinusom zaradi uživanja sušenih sušenih klobas.

Natrijev nitrit je med najpomembnejšimi zdravili, ki potrebujejo osnovni zdravstveni sistem (je na seznamu osnovnih zdravil Svetovne zdravstvene organizacije).

Dušikova kislina in onesnaževanje zraka

Dušikovi oksidi (NOx) lahko najdemo v zunanjem in notranjem okolju.

Atmosferska koncentracija dušikovih oksidov se je v zadnjih 100 letih znatno povečala.

Njena študija je potrebna za načrtovanje kakovosti zraka in oceno njegovih učinkov na zdravje ljudi in okolje.

Viri emisij atmosferskih onesnaževal se glede na njihov izvor lahko razvrstijo kot: \ t

• Iz zunanjih okolij
a. Antropogeni viri
a.1. Industrijski procesi
a.2. Človeška dejavnost
b. Naravni viri
b.1. Procesi sežiganja biomase (fosilnih goriv).
b.2. Oceani
b.3. Nadstropje
b.4. Procesi, povezani s sončno svetlobo

• Notranja okolja
a. Viri infiltrirani iz zunanjih okolij s procesi izmenjave zraka.
b. Viri, pridobljeni iz procesov izgorevanja v notranjih okoljih (glavnih).

Ravni NO2 v zaprtih prostorih so višje od vrednosti NO2 na prostem Razmerje notranje / zunanje (I / E) je večje od 1.

Poznavanje in nadzor nad temi viri emisij notranjih okolij je bistvenega pomena zaradi časa osebnega bivanja v teh okoljih (domovi, pisarne, prevozna sredstva)..

Od poznih 1970-ih je bila dušikova kislina (HONO) opredeljena kot ključna atmosferska komponenta zaradi njene vloge kot neposrednega vira hidroksilnih radikalov (OH)..

V troposferi so številni znani viri OH, vendar je proizvodnja OH HONO zanimiva, ker so se viri, usoda in dnevni cikel HONO v ozračju začeli pojasnjevati šele pred kratkim..

Dušikova kislina sodeluje v ravnotežju ozona v troposferi. Heterogena reakcija dušikovega oksida (NO) in vode proizvaja dušikovo kislino. Kadar se ta reakcija odvija na površini atmosferskih aerosolov, se izdelek enostavno razgradi v hidroksilne radikale.

OH-radikali so vključeni v tvorbo ozona (O3) in peroksiacetil nitrata (PAN), ki povzročajo tako imenovani "fotokemični smog" v onesnaženih območjih in prispevajo k oksidaciji hlapnih organskih spojin (HOS), ki sekundarno tvorijo delce in kisikovi plini.

Dušikova kislina močno absorbira sončno svetlobo pri valovnih dolžinah, ki so krajše od 390 nm, kar vodi do njegove fotolitične razgradnje v OH in dušikovega oksida (NO)..

HONO + hν → OH + NO

Ponoči odsotnost tega mehanizma povzroči kopičenje HONO. Obnovitev fotonize HONO po zori lahko privede do znatne tvorbe OH zjutraj.

V zahodnih družbah ljudje porabijo skoraj 90% svojega časa v zaprtih prostorih, predvsem v svojih domovih.

Svetovno povpraševanje po prihrankih energije je povzročilo prihranke energije pri ogrevanju in hlajenju (dobra izolacija notranjih prostorov, nizka stopnja infiltracije zraka, energetsko učinkovita okna), kar je povzročilo povečanje ravni onesnaževal zraka v takšnih okoljih..

Zaradi manjših količin in zmanjšanih stopenj izmenjave zraka je čas zadrževanja onesnaževal zraka v notranjih prostorih precej daljši kot v zunanjem okolju..

Med vsemi spojinami, ki so prisotne v zraku v zaprtih prostorih, HONO predstavlja pomembno onesnaževalo v plinski fazi, ki je lahko prisotna v precej visokih koncentracijah, kar vpliva na kakovost zraka in zdravje..

HONUS lahko povzroči draženje dihalnih poti in težav z dihanjem.

HONO, ko pride v stik z določenimi spojinami, ki so prisotne na površinah notranjih okolij (kot je na primer nikotin tobačnega dima), lahko tvori rakotvorne nitrozamine..

HONO notranje okolje, se lahko doseže neposredno med procesom zgorevanja, tj gorenja sveče, plinske peči in grelniki, ali se lahko tvorijo heterogeno hidrolizo NO2 v različnih notranjih površinah.

2NO2 + H2O → HONO + HNO3

UV del sončne svetlobe lahko poveča heterogeno pretvorbo NO2 do HONO.

Alvarez et al (2014) in Bartolomei et al (2014) so ​​pokazali, da se HONO proizvaja v heterogenih reakcijah, ki jih povzroča svetloba NO2 s skupnimi površinami v zaprtih prostorih, kot so steklo, čistilna sredstva, barva in lak.

Podobno lahko svetlobno inducirane stopnje tvorbe HONO, opažene na notranjih površinah, pomagajo razložiti visoke vrednosti OH, ki jih opazimo v notranjih prostorih čez dan..

HONO lahko dostavljeni neposredno kot primarni onesnaževalca in dosega visoke stopnje v zraku v zaprtih prostorih s pomočjo procesov izgorevanja, na primer v slabo prezračenih kuhinjah "energetsko učinkovito" hiše s plinskimi pečmi.

Poleg tega lahko HONO nastane z heterogenimi reakcijami NO2 s plastmi vode, ki se sorbira na več notranjih površinah.

Čeprav sta dva vira HONO (neposredna emisija in heterogene reakcije NO2 plinska faza adsorbiranih plasti vode v odsotnosti sončne svetlobe), predstavlja pomemben vir notranje HONO, modele, ki imajo samo ta dva vira sistematično podcenjujejo ravni HONO opazili dnevnih zaprtih prostorih.

Alvarez in sodelavci (2014) so ​​izvedli raziskavo o heterogenih reakcijah, ki jih povzroča svetloba, NO2 v plinski fazi z vrsto običajnih gospodinjskih kemikalij, vključno s čistilcem tal (alkalni detergent), čistilom za kopalnico (kisli detergent), belimi stenskimi barvami in lakom.

Valovne dolžine fotoseksitacije, uporabljene v tej študiji, so značilne za tiste iz sončnega spektra, ki lahko zlahka prodrejo v notranje prostore (λ> 340 nm)..

Ti avtorji so ugotovili, da imajo te gospodinjske kemikalije pomembno vlogo v kemiji in kakovosti zraka v notranjih prostorih.

Po njegovih raziskavah bi foto disociacija celo majhne frakcije HONO, ki proizvaja hidroksilne radikale, imela velik vpliv na kemijo zraka v zaprtih prostorih..

Podobno sta Bartolomei et al (2014) proučevala heterogene reakcije NO2 z izbranimi notranjimi površinami barve, v prisotnosti svetlobe, in dokazali, da se tvorba HONO povečuje s svetlobo in relativno vlažnostjo v omenjenih notranjih okoljih.

Varnost in tveganja

Izjave o nevarnosti globalno usklajenega sistema za razvrščanje in označevanje kemikalij (PSA)

Globalno usklajen sistem za razvrščanje in označevanje kemikalij (SGA) je mednarodno dogovorjen sistem, ki so ga oblikovali Združeni narodi in katerega namen je nadomestiti različne standarde klasifikacije in označevanja, ki se uporabljajo v različnih državah, z uporabo doslednih meril po vsem svetu..

Nevarnost (in njegov ustrezni program SGA) razredi, standardi za razvrščanje in označevanje in priporočila za natrijev nitrit, so naslednji (Evropska agencija za kemikalije, 2017; Združenih narodov 2015, PubChem, 2017):

Izjave o nevarnosti GHS

H272: Lahko ojača ogenj; Oksidant [Opozorilo Oksidativne tekočine; Oksidativne trdne snovi - kategorija 3] (PubChem, 2017).
H301: Strupeno pri zaužitju [Nevarnost Akutna strupenost, oralno - Kategorija 3] (PubChem, 2017).
H319: Povzroča hudo draženje oči [Opozorilo Huda poškodba oči / draženje oči - Kategorija 2A] (PubChem, 2017).
H341: Sum povzročitve genetskih okvar [Opozorilo Mutagenost žleznih celic - Kategorija 2] (PubChem, 2017).
H361: Sum škodljivosti za plodnost ali zarodek [Opozorilo Strupenost za razmnoževanje - Kategorija 2] (PubChem, 2017).
H370: Povzroča poškodbe organov [Nevarnost Specifična strupenost za ciljne organe, enkratna izpostavljenost - Kategorija 1] (PubChem, 2017).
H373: Povzroča poškodbe organov pri dolgotrajni ali ponavljajoči se izpostavljenosti [Opozorilo Specifična strupenost za ciljne organe, ponavljajoča izpostavljenost - Kategorija 2] (PubChem, 2017).
H400: Zelo strupeno za vodne organizme [Opozorilo Nevarno za vodno okolje, akutna nevarnost - Kategorija 1] (PubChem, 2017).
H410: Zelo strupeno za vodne organizme, z dolgotrajnimi škodljivimi učinki [Opozorilo Nevarno za vodno okolje, dolgotrajna nevarnost - Kategorija 1] (PubChem, 2017).

Kode varnostnih navodil
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 in P501 (PubChem, 2017).

Reference

  1. Alvarez, E.G., Sörgel, M., Gligorovski, S., Bassil, S., Bartolomei, V., Coulomb, B., ... & Wortham, H. (2014). Proizvodnja svetlobno povzročene dušikove kisline (HONO) iz heterogenih reakcij NO 2 na gospodinjske kemikalije. Atmosfersko okolje, 95, 391-399. 
  2. Bartolomei, V., Sörgel, M., Gligorovski, S., Alvarez, E. G., Gandolfo, A., Strekowski, R., ... & Wortham, H. (2014). Tvorba notranji dušikovo kislino (HONO) s svetlobo povzročene reakcije NO2 heterogena z belo stensko barvo. Okoljska znanost in raziskave onesnaževanja, 21 (15), 9259-9269. 
  3. Benjah-bmm27, (2007). Amyl-nitrite-3D-kroglice [image] Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org.
  4. Benjah-bmm27, (2009). Kloramfenikol-3D [image] Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org.
  5. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitrite-ester-2D [image] Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org.
  6. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitro-group-2D [image] Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org.
  7. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitrite-ester-2D [image] Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org.
  8. ChemIDplus, (2017). 3D struktura 7632-00-0 - Natrijev nitrit [USP] [image] Vzpostavljeno iz: chem.nlm.nih.gov.
  9. Evropska agencija za kemikalije (ECHA). (2017). Povzetek razvrstitve in označevanja. Usklajena razvrstitev - Priloga VI Uredbe (ES) št. 1272/2008 (uredba CLP). Natrijev nitrit. Pridobljeno 5. februarja 2017, od: echa.europa.eu
  10. Gall, E.T., Griffin, R.J., Steiner, A.L., Dibb, J., Scheuer, E., Gong, L., ... & Flynn, J. (2016). Ocena virov in ponorov dušikove kisline v mestnem odtoku. Atmosfersko okolje, 127, 272-282.
  11. Gligorovski, S. (2016). Dušikova kislina (HONO): nastajajoče onesnaževalo v zaprtih prostorih. Časopis za fotokemijo in fotobiologijo A: Kemija, 314, 1-5.
  12. JSmol, (2017). Nitrite [image] Vzpostavljeno iz: chemapps.stolaf.edu.
  13. JSmol, (2017). Dušikova kislina [image] Vzpostavljeno iz: chemapps.stolaf.edu.
  14. Jü, (2013). Amil nitrit Formula V.1. [image] Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org.
  15. Madruga, D.G., & Patier, R.F. (2006). VKLJUČEVANJE NOx V ATMOSFERSKO KEMIJO. Elektronski dnevnik okolja, (2), 90. 
  16. Združeni narodi (2015). Globalno usklajen sistem za razvrščanje in označevanje kemičnih izdelkov (PSA) Šesta revidirana izdaja. New York, Združene države: publikacija Združenih narodov. Vzpostavljeno iz: unece.org.
  17. Nacionalni center za biotehnološke informacije. PubChem Compound Database. (2017). Nitrit. Bethesda, MD, EU: Nacionalna medicinska knjižnica. Vzpostavljeno iz: ncbi.nlm.nih.gov.
  18. Nacionalni center za biotehnološke informacije. PubChem Compound Database. (2017). Dušikova kislina. Bethesda, MD, EU: Nacionalna medicinska knjižnica. Vzpostavljeno iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  19. Nacionalni center za biotehnološke informacije. PubChem Compound Database. (2017). Natrijev nitrit. Bethesda, MD, EU: Nacionalna medicinska knjižnica. Vzpostavljeno iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  20. Nacionalna uprava za oceane in atmosfero (NOAA). Kemikalije CAMEO. (2017). Datoteka s kemikalijami. Nitriti, anorganski, N.O.S. Silver Spring, MD. EU; Vzpostavljeno iz: cameochemicals.noaa.gov.
  21. Nacionalna uprava za oceane in atmosfero (NOAA). Kemikalije CAMEO. (2017). Reaktivni podatkovni list skupine. Nitratne in nitritne spojine, anorganske. Silver Spring, MD. EU; Vzpostavljeno iz: cameochemicals.noaa.gov.
  22. Nacionalna uprava za oceane in atmosfero (NOAA). Kemikalije CAMEO. (2017). Reaktivni podatkovni list skupine. Nitro, nitroso, nitrat in nitritne spojine, organske. Silver Spring, MD. EU; Vzpostavljeno iz: cameochemicals.noaa.gov.
  23. Oelen, W. (2005). Kristali natrijevega nitrita [image] Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org.
  24. PubChem, (2016). Nitrite [image] Vzpostavljeno iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  25. PubChem, (2016). Nitrous Acid [image] Vzpostavljeno iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  26. PubChem, (2016). Natrijev nitrit [image] Vzpostavljeno iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  27. Spataro, F., in Ianniello, A. (2014). Viri atmosferske dušikove kisline: stanje znanosti, trenutne raziskovalne potrebe in prihodnje možnosti. Journal of Air & Waste Management Association, 64 (11), 1232-1250.
  28. Thiemann, M., Scheibler, E., in Wiegand, K.W. (2000). Dušikova kislina, dušikova kislina in dušikovi oksidi. V Ullmannovi enciklopediji industrijske kemije. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.