Состав нитрозовой кислоты, соединения и риски



азотистая кислота это умеренно сильная или слабая кислота, стабильная только в холодном разбавленном водном растворе. Он известен только в растворе и в форме нитритных солей (таких как нитрит натрия и нитрит калия)..

Азотистая кислота участвует в озоновом балансе нижней атмосферы (тропосферы). Нитрит является важным источником сильного вазодилататора оксида азота. Нитрогруппа (-NO2) присутствует в эфирах азотистой кислоты и нитросоединениях.

Нитриты широко используются в пищевой промышленности для консервирования мяса. Однако Международное агентство по исследованию рака (МАИР), специализированная онкологическая организация Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) Организации Объединенных Наций, классифицировало нитрит как, возможно, канцерогенный для человека, когда он попадает в организм при условиях, которые они вызывают эндогенную нитрозирование.

формулы

Азотистая кислота: HNO2

Нитрит: нет2-

Нитрит натрия: NaNO2

  • CAS: 7782-77-6 Азотная кислота
  • CAS: 14797-65-0 Нитрит
  • CAS: 14797-65-0 Нитрит натрия (азотная кислота, натриевая соль)

2D структура

3D структура

Характеристики азотистой кислоты

Физико-химические свойства

Предполагается, что азотистая кислота находится в динамическом равновесии с ее ангидридом в водных растворах:

2HNO2 ⇌ N2O3 + H2O

Из-за гидролиза его соли (нитриты) нестабильны в водном растворе. Азотная кислота образуется в качестве промежуточного продукта, когда газы NOx растворяются в воде (монооксиды азота, такие как оксид азота и диоксид азота, NO и NO2 соответственно).

При нагревании в присутствии песка, осколков стекла или других острых предметов или даже при низкой температуре диспропорции азотной кислоты как:

3 HNO2 ⇌ HNO3 + 2NO + H2O

Благодаря вышеуказанной реакции азотистая кислота может действовать как восстановитель и окислитель. Эта реакция диспропорционирования влияет на свойства растворов азотистой кислоты и играет важную роль в производстве азотной кислоты..

Особенно важным свойством азотистой кислоты является ее способность диазотировать органические амины. С первичными аминами кислота образует соли диазония

RN-H2 + HNO2 + HCl → [RN-NΞN] Cl + 2H2O

Нитрит натрия (или натриевая соль азотистой кислоты) представляет собой белый или слегка желтоватый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде и гигроскопичный (поглощает влагу из окружающей среды).

Нитрит калия - неорганическое соединение с химической формулой КНО2. Это ионная соль ионов калия K + и нитритов NO2.-.

Как и другие соли нитритов, такие как нитрит натрия, он токсичен при попадании в организм и может быть мутагенным или тератогенным.

Азотистая кислота существует в двух изомерных формах:

Эти структуры приводят к двум сериям органических производных промышленного значения:

(I) Нитритовые эфиры:

(II) нитропроизводные:

Сложные эфиры нитритов содержат нитрозокси-функциональную группу с общей формулой RONO, в которой R представляет собой арильную или алкильную группу.

Нитропроизводные (нитрованные соединения) представляют собой органические соединения, которые содержат одну или несколько нитрофункциональных групп (-NO2).

Соединения нитрогруппы почти всегда вырабатываются реакциями нитрования, которые начинаются с азотной кислоты. Они редко встречаются в природе. По крайней мере, некоторые природные нитрогруппы возникли в результате окисления аминогрупп.

Неорганические нитритные соединения (нитрит натрия, нитрит калия и др.)

воспламеняемость

Эти соединения являются взрывоопасными. Некоторые из этих веществ могут разлагаться взрывоопасно при нагревании или пожаре. Может взорваться из-за жары или загрязнения. Контейнеры могут взорваться при нагревании. Сток может создать опасность пожара или взрыва.

реактивность

Соединения этой группы могут действовать как чрезвычайно мощные окислители, а смеси с восстановителями или восстановленные материалы, такие как органические вещества, могут быть взрывоопасными..

Реагирует с кислотами с образованием токсичного диоксида азота. Сильный взрыв происходит, если соль аммония сплавляется с солью нитрита..

Опасность для здоровья

Вдыхание, проглатывание или контакт (кожа, глаза) с парами или веществами может привести к серьезным травмам, ожогам или смерти. При пожаре могут образовываться раздражающие, едкие и / или токсичные газы. Сток от контроля над огнем или разбавление водой может привести к загрязнению.

Органические нитритные соединения (нитритовые эфиры, нитропроизводные)

воспламеняемость

Большинство материалов этой группы технически имеют низкую воспламеняемость. Тем не менее, они часто химически нестабильны и подвержены, в очень различной степени, взрывному разложению..

реактивность

Ароматические нитросоединения могут взорваться в присутствии основания, такого как гидроксид натрия или гидроксид калия, даже в присутствии воды или органических растворителей. Взрывоопасность нитроароматических соединений возрастает благодаря наличию нескольких нитрогрупп.

токсичность

Многие из соединений этой группы чрезвычайно токсичны.

приложений

Среди сложных эфиров нитритов амилнитрит и другие алкилнитриты используются в медицине для лечения заболеваний сердца и для продления оргазма, особенно у мужчин. Иногда они используются для отдыха из-за своего эйфорического эффекта.

Нитрогруппа является одним из наиболее распространенных взрывов (функциональная группа, которая производит взрывчатое вещество) во всем мире. Многие из них используются в органическом синтезе, но наибольшее использование соединений в этой группе в военных и коммерческих взрывчатых веществах..

Хлорамфеникол (антибиотик, полезный для лечения бактериальных инфекций) является редким примером природного нитросоединения.

Соли диазония широко используются при получении ярко окрашенных соединений, называемых азокрасителями..

Основное использование нитрита натрия для промышленного производства неорганических соединений. Это предшественник различных фармацевтических препаратов, красителей и пестицидов. Тем не менее, его наиболее известным применением является пищевая добавка для предотвращения ботулизма. Имеет номер E250.

Нитрит калия используется в качестве пищевой добавки аналогично нитриту натрия. Имеет номер E249.

При определенных условиях (особенно во время приготовления) нитриты в мясе могут реагировать с продуктами разложения аминокислот, образуя нитрозамины, которые являются известными канцерогенами..

Однако роль нитритов в профилактике ботулизма помешала запрету их использования в копченом мясе. Они считаются незаменимыми в профилактике отравления ботулином вследствие употребления вяленых колбас.

Нитрит натрия является одним из самых важных лекарств, которые нуждаются в базовой системе здравоохранения (он входит в список основных лекарств Всемирной организации здравоохранения).

Азотистая кислота и загрязнение воздуха

Оксиды азота (NOx) можно найти в наружных и внутренних помещениях.

Концентрация оксидов азота в атмосфере значительно увеличилась за последние 100 лет.

Его изучение необходимо для планирования качества воздуха и оценки его воздействия на здоровье человека и окружающую среду..

По происхождению источники выбросов атмосферных загрязнителей можно классифицировать как:

• Из наружной среды
а. Антропогенные источники
A.1. Промышленные процессы
a.2. Человеческая деятельность
б. Природные источники
стр.1. Процессы сжигания биомассы (ископаемого топлива).
В.2. океаны
В.3. почвы
В.4. Процессы, связанные с солнечным светом

• Внутренняя среда
а. Источники, проникшие из внешних сред в результате процессов воздухообмена.
б. Источники, полученные в результате процессов горения во внутренних средах (основные).

НЕТ уровней2 в помещениях они выше, чем значения NO2 на открытом воздухе. Соотношение интерьера / экстерьера (I / E) больше 1.

Знание и контроль над этими источниками выбросов в помещениях являются основополагающими в связи с временем личного пребывания в этих средах (дома, офисы, транспортные средства)..

С конца 1970-х годов азотная кислота (HONO) была определена в качестве ключевого компонента атмосферы из-за ее роли в качестве прямого источника гидроксильных радикалов (ОН).

Существует ряд известных источников ОН в тропосфере, однако, производство ОНО HONO представляет интерес, поскольку источники, судьба и суточный цикл HONO в атмосфере стали выясняться только недавно..

Азотистая кислота участвует в озоновом балансе тропосферы. В результате гетерогенной реакции оксида азота (NO) и воды образуется азотистая кислота. Когда эта реакция происходит на поверхности атмосферных аэрозолей, продукт легко разлагается на гидроксильные радикалы.

ОН-радикалы участвуют в образовании озона (O3) и пероксиацетилнитрата (ПАН), которые вызывают так называемый «фотохимический смог» в загрязненных районах и способствуют окислению летучих органических соединений (ЛОС), которые вторично образуют частицы и кислородсодержащие газы.

Азотная кислота сильно поглощает солнечный свет на длинах волн меньше 390 нм, что приводит к ее фотолитическому разложению в ОН и оксид азота (NO).

HONO + hν → OH + NO

Ночью отсутствие этого механизма приводит к накоплению HONO. Возобновление фотониза HONO после рассвета может привести к значительному образованию OH утром.

В западных обществах люди проводят около 90% своего времени в помещении, преимущественно в собственных домах..

Глобальный спрос на энергосбережение привел к экономии энергии при отоплении и охлаждении (хорошая изоляция внутренних помещений, низкий уровень проникновения воздуха, энергоэффективные окна), что приводит к увеличению уровня загрязнителей воздуха в таких средах..

Из-за меньших объемов и сниженных скоростей воздухообмена время пребывания загрязнителей воздуха в помещениях намного больше, чем в наружной..

Среди всех соединений, присутствующих в воздухе внутри помещений, HONO представляет собой важный загрязнитель в газовой фазе, который может присутствовать в довольно высоких концентрациях, что влияет на качество воздуха и здоровье..

HONUS может привести к раздражению дыхательных путей человека и проблемам с дыханием.

HONO, вступая в контакт с определенными соединениями, присутствующими на поверхностях внутренней среды (как, например, никотин табачного дыма), может образовывать канцерогенные нитрозамины..

HONO среды внутри помещений может генерироваться непосредственно во время процесса сгорания, то есть путем горения свечей, в газовых плитах и ​​в нагревателях, или может образовываться в результате гетерогенного гидролиза NO2 на нескольких внутренних поверхностях.

2NO2 + H2O → HONO + HNO3

Ультрафиолетовая фракция солнечного света может увеличить гетерогенную конверсию NO2 ЧЕГО.

Альварес и др. (2014) и Бартоломей и др. (2014) показали, что HONO продуцируется в гетерогенных реакциях NO под действием света2 с общими поверхностями внутри помещений, такими как стекло, чистящие средства, краски и лаки.

Точно так же вызванные светом скорости образования HONO, наблюдаемые на внутренних поверхностях, могут помочь объяснить высокие уровни OH, наблюдаемые в помещении в течение дня.

HONO может выделяться непосредственно в качестве основного загрязнителя и достигать высоких уровней в воздухе внутри помещений, в результате процессов горения, например, в плохо вентилируемых кухнях «энергоэффективных» домов с газовыми плитами.

Кроме того, HONO может образовываться посредством гетерогенных реакций NO2 со слоями воды, сорбированной на нескольких внутренних поверхностях.

Хотя два источника HONO (прямая эмиссия и гетерогенные реакции NO2 в газовой фазе, адсорбированные слои воды при отсутствии солнечного света) представляют значительные источники внутри помещений HONO, модель, которые имеют только эти два источника систематически недооценивают уровни HONO наблюдаются суточные в помещение.

Альварес и др. (2014) провели исследование гетерогенных реакций, вызванных светом, NO2 в газовой фазе с использованием ряда бытовых химикатов, в том числе средства для мытья полов (щелочное моющее средство), средства для чистки ванных комнат (моющее средство для кислоты), белой краски для стен и лака.

Используемые в этом исследовании длины волн фотовозбуждения характерны для длин волн солнечного спектра, которые могут легко проникать во внутренние пространства (λ> 340 нм)..

Эти авторы обнаружили, что эти бытовые химические вещества играют важную роль в химии и качестве воздуха в помещениях..

Согласно его исследованиям, фотодиссоциация даже небольшой доли HONO с образованием гидроксильных радикалов будет иметь большое влияние на химический состав воздуха в помещении..

Точно так же Бартоломей и др. (2014) изучали гетерогенные реакции NO2 с выбранными внутренними красящими поверхностями, в присутствии света, и продемонстрировали, что образование HONO увеличивается с освещением и относительной влажностью в указанных помещениях.

Безопасность и риски

Заявления об опасности Глобально согласованной системы классификации и маркировки химических веществ (SGA)

Согласованная на глобальном уровне система классификации и маркировки химических веществ (SGA) представляет собой согласованную на международном уровне систему, созданную Организацией Объединенных Наций и предназначенную для замены различных стандартов классификации и маркировки, используемых в разных странах, с использованием согласованных критериев во всем мире..

КЛАССЫ ОПАСНОСТИ (и соответствующая глава SGA), правила классификации и маркировки, а также рекомендации по нитриту натрия являются следующими (Европейское химическое агентство, 2017, Организация Объединенных Наций, 2015, PubChem, 2017):

Заявления об опасности СГС

H272: может усилить огонь; Окислитель [Предупреждение Окисляющие жидкости; Окисляющие твердые вещества - Категория 3] (PubChem, 2017).
H301: Токсичен при проглатывании [Опасность Острая токсичность, оральный - Категория 3] (PubChem, 2017).
H319: Вызывает серьезное раздражение глаз [Предупреждение. Серьезное повреждение / раздражение глаз - Категория 2А] (PubChem, 2017).
H341: Предположительно вызывает генетические дефекты [Предупреждение мутагенности зародышевой клетки - категория 2] (PubChem, 2017).
H361: подозревается в нарушении фертильности или плода [Предупреждение Репродуктивная токсичность - Категория 2] (PubChem, 2017).
H370: вызывает повреждение органов [Опасность Специфическая токсичность для органа-мишени, однократное воздействие - Категория 1] (PubChem, 2017).
H373: вызывает повреждение органов в результате длительного или многократного воздействия [Предупреждение Специфическая токсичность для органа-мишени, повторное воздействие - Категория 2] (PubChem, 2017).
H400: Очень токсично для водных организмов [Предупреждение. Опасно для водной среды, острая опасность - Категория 1] (PubChem, 2017).
H410: очень токсично для водных организмов с долгосрочными неблагоприятными воздействиями [Предупреждение Опасно для водной среды, долгосрочная опасность - Категория 1] (PubChem, 2017).

Коды предосторожности инструкции
Р301 + Р310, Р305 + Р351 + P338, P307 + Р311, Р308 + Р313, P314, P321, P330, P337 + P313, P301, P301, P202, P210, P220, P221, P260, P264, P270, P273, P280, Р281, Р370 + Р378, P391, P405 и P501 (PubChem, 2017).

ссылки

  1. Альварес, Е. Г., Sörgel, М., Gligorovski, С., Бассил, С., Бартоломей, В., кулоновское, Б., ... & Wortham, H. (2014). Светоиндуцированная продукция азотистой кислоты (HONO) из гетерогенных реакций NO 2 на бытовую химию. Атмосферная среда, 95, 391-399. 
  2. Бартоломей, В., Sörgel, М., Gligorovski, С., Альварес, Е. Г., Гандольфо, А., Strekowski Р., ... & Wortham, H. (2014). Образование азотистой кислоты в помещении (HONO) в результате вызванных светом гетерогенных реакций NO2 с белой краской для стен. Наука об окружающей среде и исследования загрязнения, 21 (15), 9259-9269. 
  3. Benjah-bmm27, (2007). Амилнитрит-3D-шарики [изображение] Получено с en.wikipedia.org.
  4. Benjah-bmm27, (2009). Хлорамфеникол-3D [изображение] Получено с en.wikipedia.org.
  5. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitrite-ester-2D [image] Получено с en.wikipedia.org.
  6. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitro-group-2D [изображение] Источник: en.wikipedia.org.
  7. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitrite-ester-2D [image] Получено с en.wikipedia.org.
  8. ChemIDplus, (2017). 3D структура 7632-00-0 - нитрит натрия [USP] [изображение] Получено из: chem.nlm.nih.gov.
  9. Европейское химическое агентство (ECHA). (2017). Краткое изложение классификации и маркировки. Согласованная классификация - Приложение VI к Регламенту (ЕС) № 1272/2008 (Регламент CLP). Нитрит натрия. Получено 5 февраля 2017 г. с сайта echa.europa.eu
  10. Gall, E.T., Griffin, R.J., Steiner, A.L., Dibb, J., Scheuer, E., Gong, L., ... & Flynn, J. (2016). Оценка источников и стоков азотистой кислоты в городском оттоке. Атмосферная среда, 127, 272-282.
  11. Глигоровский С. (2016). Азотистая кислота (HONO): новый загрязнитель в помещении. Журнал фотохимии и фотобиологии A: Химия, 314, 1-5.
  12. JSmol, (2017). Нитрит [изображение] Получено с: chemapps.stolaf.edu.
  13. JSmol, (2017). Азотистая кислота [изображение] Получено с: chemapps.stolaf.edu.
  14. Ю, (2013). Амилнитрит Формула V.1. [изображение] Получено с: en.wikipedia.org.
  15. Madruga, D.G. & Patier, R.F. (2006). УЧАСТИЕ NOx В АТМОСФЕРНОЙ ХИМИИ. Электронный журнал окружающей среды, (2), 90. 
  16. Организация Объединенных Наций (2015). Согласованная на глобальном уровне система классификации и маркировки химических продуктов (SGA), шестое пересмотренное издание. Нью-Йорк, США: издание Организации Объединенных Наций. Получено от: unece.org.
  17. Национальный центр биотехнологической информации. База данных PubChem Compound. (2017). Нитриты. Bethesda, MD, EU: Национальная медицинская библиотека. Получено от: ncbi.nlm.nih.gov.
  18. Национальный центр биотехнологической информации. База данных PubChem Compound. (2017). Азотная кислота. Bethesda, MD, EU: Национальная медицинская библиотека. Получено из: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  19. Национальный центр биотехнологической информации. База данных PubChem Compound. (2017). Нитрит натрия. Bethesda, MD, EU: Национальная медицинская библиотека. Получено из: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  20. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA). CAMEO Химические вещества. (2017). Химический паспорт. Нитриты неорганические, Н.О.С. Серебряная весна, MD. ЕС; Получено от: cameochemicals.noaa.gov.
  21. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA). CAMEO Химические вещества. (2017). Reactive Group Datasheet. Нитрат и нитритные соединения, неорганические. Серебряная весна, MD. ЕС; Получено от: cameochemicals.noaa.gov.
  22. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA). CAMEO Химические вещества. (2017). Reactive Group Datasheet. Нитро, нитрозо, нитратные и нитритные соединения, органические. Серебряная весна, MD. ЕС; Получено от: cameochemicals.noaa.gov.
  23. Oelen, W. (2005). Кристаллы нитрита натрия [изображение] Получено с en.wikipedia.org.
  24. ПабХим, (2016). Нитрит [изображение] Получено из: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  25. ПабХим, (2016). Азотная кислота [изображение] Получено из: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  26. ПабХим, (2016). Нитрит натрия [изображение] Получено из: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  27. Spataro, F. & Ianniello, A. (2014). Источники азотистой кислоты в атмосфере: состояние науки, текущие потребности в исследованиях и перспективы на будущее. Журнал Ассоциации по управлению воздухом и отходами, 64 (11), 1232-1250.
  28. Тиманн М., Шейблер Е. и Виганд К.В. (2000). Азотная кислота, азотная кислота и оксиды азота. В энциклопедии промышленной химии Ульмана. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.