Nitroso חומצה ניסוח, תרכובות וסיכונים



ה חומצה חנקתית היא חומצה בינונית חלשה למדי, יציב רק פתרון מימי דילול קר. זה ידוע רק פתרון בצורה של מלחים ניטריט (כגון נתרן ניטריט אשלגן ניטריט).

חומצה חנקתית משתתפת במאזן האוזון של האטמוספירה התחתונה (הטרופוספירה). ניטריט הוא מקור חשוב של vasodilator תחמוצת החנקן החזקה. קבוצת ניטרו (-NO2) נמצא באסטרים חומצה חנקתית ובתרכובות ניטרו.

Nitrites נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית ייצור המזון לרפא בשר. עם זאת, הסוכנות הבינלאומית לחקר הסרטן (IARC), המתמחה ארגון הבריאות העולמי (WHO) של ניטריט מסווגים סוכנות סרטן האו"ם כפי הנראה מסרטן לבני אדם כאשר הם נלקחים בתנאים הם מעוררים nitrosation אנדוגני.

נוסחאות

חומצה חנקתית: HNO2

ניטריט: לא2-

נתרן ניטריט: NaNO2

  • CAS: 7782-77-6 חומצה חנקתית
  • CAS: 14797-65-0 ניטריט
  • CAS: 14797-65-0 נתרן ניטריט (חומצה חנקתית, מלח נתרן)

מבנה דו-ממדי

מבנה תלת ממדי

מאפייני חומצה חנקתית

תכונות פיסיקליות וכימיות

ההנחה היא כי חומצה חנקתית היא שיווי משקל דינמי עם anhydride שלה פתרונות מימיים:

2HNO2 ⇌ N2O3 + H2O

בגלל הידרוליזה, המלחים שלה (nitrites) אינם יציבים בתמיסה מימית. חומצת חנקן מופקת כמוצר ביניים כאשר מומס גזי NOx מים (תחמוצות חנקן מונו, כגון תחמוצת חנקן ודו תחמוצת חנקן, NO ו NO2 בהתאמה).

כאשר מחומם בנוכחות חול, שברי זכוכית או חפצים חדים אחרים, או אפילו בטמפרטורה נמוכה, חומצה חנקתיים פרופורציות כמו:

3 HNO2 ⇌ HNO3 + 2NO + H2O

מכוח התגובה לעיל, חומצה חנקתית יכולה לפעול כסוכן הפחתת, וכחומר חמצון. תגובת חוסר פרופורציה זו משפיעה על התכונות של תמיסת חומצה חנקתית וחשובה בייצור חומצה חנקתית.

תכונה חשובה במיוחד של חומצה חנקתית היא היכולת שלה diazotize אמינים אורגניים. עם אמינים ראשוניים, חומצה צורות מלחים diazonium

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

נתרן הניטריט (או מלח נתרן של חומצה חנקנית) הוא אבקת גבישית לבנה מסיסה כדי צהבהבה מעט, מים, ו היגרוסקופי (סופג לחות מהסביבה).

אשלגן ניטריט הוא תרכובת אנאורגנית עם הנוסחה הכימית KNO2. זהו מלח יונית של יונים K + אשלגן ניטריט NO2 יונים-.

כמו מלחים אחרים ניטריט, כגון נתרן ניטריט, הוא רעיל אם לבלוע, והוא יכול להיות מוטגני או טרטוגני.

חומצה חנקתית קיימת בשתי צורות איזומריות:

מבנים אלה מובילים לשתי סדרות של נגזרות אורגניות בעלות חשיבות תעשייתית:

(I) אסטרים Nitrite:

(II) Nitroderivatives:

האסטרים של הניטריט מכילים את הקבוצה הפונקציונלית nitrosoxy, עם הנוסחה הכללית RONO, שבה R היא קבוצת אריל או אלקיל.

Nitro- נגזרים (תרכובות חנקתי) הם תרכובות אורגניות המכילות אחד או יותר ניטרו קבוצות תפקודית (-NO2).

תרכובות של קבוצת ניטרו הם כמעט תמיד מיוצר על ידי תגובות ניטרציה המתחילות עם חומצה חנקתית. הם נמצאים רק לעתים רחוקות בטבע. לפחות כמה קבוצות ניטרו טבעי שמקורן חמצון של קבוצות אמינו.

תרכובות ניטריט אנאורגניות (נתרן ניטריט, ניטריט אשלגן, וכו ')

דליקות

תרכובות אלה הן חומר נפץ. חלק מהחומרים האלה יכולים להתפרק כאשר הם מחוממים או מעורבים באש. זה יכול להתפוצץ בשל חום או זיהום. מיכלים יכולים להתפוצץ כאשר מחומם. נגר יכול ליצור אש או פיצוץ מפגע.

Reactivity

התרכובות בקבוצה זו יכולות לשמש כחומר חמצון חזק ביותר ותערובות עם צמצום סוכנים או חומרים מופחתים כגון חומרים אורגניים יכולים להיות נפץ.

מגיב עם חומצות ליצירת דו תחמוצת חנקן רעילים. פיצוץ אלים מתרחשת אם מלח אמוניום הוא התמזגו עם מלח ניטריט.

סכנה לבריאות

שאיפה, בליעה או מגע (עור, עיניים) עם אדים או חומרים עלולים לגרום לפציעה חמורה, כוויות או מוות. אש יכולה לייצר גירוי, גזים קורוזיביים ו / או רעילים. נגר מ שליטה באש או דילול מים יכול לגרום לזיהום.

תרכובות ניטריט אורגניות (אסטרים ניטריט, ניטרודיבטיבים)

דליקות

רוב החומרים בקבוצה זו הם מבחינה טכנית של דליקות נמוכה. עם זאת, הם לעתים קרובות לא יציב מבחינה כימית נושא, במידה משתנה מאוד, לפירוק פיצוץ.

Reactivity

תרכובות ניטרו ארומטי יכול להתפוצץ בנוכחות בסיס כגון hydroxide נתרן או הידרוקסיד אשלגן, גם בנוכחות מים או ממיסים אורגניים. נטייה נפץ של תרכובות נייטרו ארומטי מוגברת על ידי נוכחות של קבוצות ניטרו מרובים.

רעילות

רבים מן התרכובות בקבוצה זו הם רעילים ביותר.

שימושים

בין אסטרים ניטריט, ניטריט אמיל ניטריטים אלקיל אחרים משמשים ברפואה לטיפול במחלות לב ועל הארכת האורגזמה, במיוחד אצל גברים. מדי פעם הם משמשים בילוי אפקט אפוריאני שלהם.

קבוצת ניטרו היא אחת הנפוצים ביותר פיצוצים (קבוצת תפקודית שעושה מתחם נפץ) ברחבי העולם. רבים משמשים סינתזה אורגנית, אבל השימוש הגדול ביותר של תרכובות בקבוצה זו היא בחומרי נפץ צבאיים ומסחריים..

Chloramphenicol (אנטיביוטיקה שימושית לטיפול בזיהומים חיידקיים) היא דוגמה נדירה של מתחם ניטרו טבעי.

מלחי Diazonium נמצאים בשימוש נרחב בהכנת תרכובות צבעוניות בהירות בשם צבעים azo.

השימוש העיקרי של נתרן ניטריט הוא ייצור תעשייתי של תרכובות organonitrogenous. זה מבשר למגוון של תרופות, צבעים וחומרי הדברה. עם זאת, השימוש הטוב ביותר הידוע שלה הוא כתוסף מזון כדי למנוע בוטוליזם. יש לו את המספר E250.

אשלגן ניטריט משמש כתוסף מזון בדרך דומה נתרן ניטריט. יש לו את המספר E249.

בתנאים מסוימים (במיוחד במהלך בישול) nitrites בבשר יכול להגיב עם מוצרים חומצה אמינית השפלה, להרכיב nitrosamines, אשר ידועים מסרטנים.

עם זאת, תפקידם של nitrites במניעת בוטוליזם מנע את האיסור על השימוש שלהם בשר נרפא. הם נחשבים שאין להם תחליף במניעת הרעלת בוטולינום עקב צריכת נקניקיות יבשות.

נתרן ניטריט הוא בין התרופות החשובות ביותר, כי צריך מערכת בריאות בסיסית (זה ברשימה של תרופות חיוניות של ארגון הבריאות העולמי).

חומצה חנקתית וזיהום אוויר

תחמוצות חנקן (NOx) ניתן למצוא בסביבות חוצות ובפנים.

הריכוז האטמוספרי של תחמוצות חנקן גדל משמעותית ב -100 השנים האחרונות.

המחקר שלה נחוץ לתכנון איכות האוויר, והערכת השפעתו על בריאות האדם והסביבה.

על פי מקורם, ניתן לסווג את מקורות הפליטה של ​​מזהמים אטמוספריים כ:

• מסביבות חוצות
א. מקורות אנתרופוגניים
a.1. תהליכים תעשייתיים
a.2. פעילות אנושית
.ב מקורות טבעיים
b.1. תהליכי שריפת ביומסה (דלקים פוסיליים).
b.2. אוקיינוסים
b.3. קומה
b.4. תהליכים עם אור שמש

• סביבות פנימיות
א. מקורות שחדרו מסביבות חיצוניות על ידי תהליכים של חילופי אוויר.
.ב מקורות שמקורם בתהליכי הבעירה בסביבות הפנים (העיקריים).

רמות NO2 בסביבות בתוך הבית הם גבוהים יותר מאשר ערכי NO2 בחוץ יחס הפנים / החיצוני (I / E) גדול מ 1.

הידע והבקרה של מקורות פליטה אלה של סביבות פנימיות הוא מהותי, בשל הזמן של שהייה אישית בסביבות אלה (בתים, משרדים, אמצעי תחבורה).

מאז 1970 המאוחרות, חומצה חנקתית (HONO) זוהה כמרכיב אטמוספרי מפתח בשל תפקידו כמקור ישיר של רדיקלים הידרוקסיל (OH).

ישנם מספר מקורות ידועים של OH ב הטרופוספירה, לעומת זאת, הייצור של OH HONO הוא עניין כי המקורות, גורל, ואת מחזור יומי של HONO באטמוספירה החלו הובהר רק לאחרונה.

חומצה חנקתית משתתפת במאזן האוזון של הטרופוספירה. התגובה ההטרוגנית של תחמוצת החנקן (NO) והמים מייצרת חומצה חנקתית. כאשר תגובה זו מתרחשת על פני השטח של אירוסולים אטמוספריים, המוצר photodecomposed בקלות רדיקלים hydroxyl

רדיקלים OH מעורבים ביצירת האוזון (O3) ו peroxyacetyl ניטרטים (PAN), גורמת "ערפיח פוטוכימי" שנקרא באזורים המזוהמים ולתרום החמצון של תרכובות אורגניות נדיפות (VOC), המהווים חלקיקים משניים גזים מחומצנים.

חומצה חנקתית מאוד סופג אור השמש באורכי גל קצר מ 390 ננומטר, המוביל השפלה photolytic שלה OH ותחמוצת החנקן (NO).

HONO + h → → OH + NO

בלילה, היעדר מנגנון זה גורם הצטברות של HONO. חידוש photonysis של HONO לאחר עלות השחר יכול להוביל להיווצרות OH משמעותי בבוקר.

בחברות המערב, אנשים מבלים קרוב ל 90% מהזמן שלהם בבית, בעיקר בבתיהם.

הביקוש העולמי לחיסכון באנרגית גדילת חיסכון באנרגיה לחימום וקירור (בידוד טוב של החללים הפנימיים, רמות נמוכות של חדירת אוויר, אנרגית חלונות יעילה) מוביל לרמות גבוהות של מזהמי אוויר בסביבה כזו.

בשל הכמויות הקטנות יותר ושערי חליפין מופחתים, זמן המגורים של מזהמי האוויר ארוך הרבה יותר בסביבות המקורות בהשוואה לאווירה החיצונית.

מבין כל התרכובות המצויים באוויר המקורה, את HONO מייצג שלב גז מזהם יכול להיות נוכח בריכוזים גבוהים למדי עם השלכות על איכות אוויר ובריאות.

HONUS יכול להוביל לגירוי של מערכת הנשימה האנושית ובעיות נשימה.

HONO, כאשר באים במגע עם תרכובות מסוימות נוכח משטחים של סביבות פנים (כמו ניקוטין של עשן טבק) יכול ליצור מסרטנים nitrosamines.

בסביבה הביתית HONO יכול להיווצר ישירות במהלך תהליך בעירה, כלומר, נרות דולקים, תנורי גז חימום, או יכול להיווצר על ידי הידרוליזה הטרוגנית של NO2 במשטחים שונים פנים.

2NO2 + ח2O → HONO + HNO3

שבר UV של אור השמש יכול להגדיל את ההמרה הטרוגנית של NO2 אל HONO.

אלברז ואח (2014), ו Bartolomei ואח (2014) הראו כי HONO מיוצר התגובות הטרוגנית המושרה על ידי אור, NO2 עם משטחים נפוצים בסביבות מקורה, כגון זכוכית, מוצרי ניקוי, צבע לכה.

באופן דומה, האור המושרה שיעורי היווצרות היונו, שנצפה על משטחים פנימיים, עשוי לעזור להסביר את רמות גבוהות של OH שנצפה בתוך הבית במהלך היום.

HONO יכול להיות מועבר ישירות בתור מזהם עיקרי ולהגיע לרמות גבוהות באוויר בתוך דרך תהליכי בעירה, למשל במטבחי אוורור של "אנרגיה יעילה" בתים עם תנורי גז.

בנוסף, HONO יכול להיווצר באמצעות תגובות הטרוגניות של NO2 עם שכבות של מים ספוג על כמה משטחים פנימיים.

למרות שני מקורות HONO (פליטה ישירה ותגובות הטרוגניות של NO2 שלב גז שנספח שכבות של מים בהיעדר אור השמש) מייצגים מקורות משמעותיים של HONO המקורה, מודלים כי יש רק שני מקורות שיטתיים לזלזל הרמות של HONO שנצפו בבית יומי.

Alvarez et al (2014) ערך מחקר על התגובות הטרוגניות הנגרמות על ידי האור, NO2 גז שלב עם מספר כימיקלים ביתיים נפוצים, כולל מנקה רצפה (חומר ניקוי אלקליין), מנקה לשירותים (חומר ניקוי חומצי), צבע לבן וקיר לכה.

אורכי הגלים הפוקסיסקסיטיים המשמשים במחקר זה אופייניים לאלו של הספקטרום הסולארי שיכולים לחדור בקלות לחלל הפנימי (λ> 340 ננומטר).

מחברים אלה מצאו כי כימיקלים ביתיים אלה יש תפקיד חשוב בכימיה ואיכות האוויר של סביבות מקורה.

על פי המחקר שלו, צילום דיסוציאציה של אפילו חלק קטן של HONO, לייצר רדיקלים הידרוקסיל, תהיה השפעה רבה על הכימיה של האוויר בתוך הבית.

באופן דומה, Bartolomei et al (2014) בחן את התגובות NO הטרוגניות2 עם משטחי צבע פנים נבחרים, בנוכחות אור, והוכיחו כי היווצרות של HONO עולה עם לחות אור ולחות יחסית בסביבות מקורה אמר.

אבטחה וסיכונים

הצהרת סיכונים של המערכת המתואמת בעולם לסיווג ותווית של כימיקלים (SGA)

המערכת המתואמת בעולם לסיווג ותווית של כימיקלים (SGA) היא מערכת מוסכמת בינלאומית, שנוצרה על ידי האו"ם ומתוכננת להחליף את תקני הסיווג והתוויות השונים המשמשים במדינות שונות באמצעות קריטריונים עקביים ברחבי העולם.

הסכנה (והפרק המתאים של SGA) כיתות, סטנדרטי סיווג וסימון והמלצות סודיום ניטריט הם כדלקמן (סוכנות כימיקלים אירופאי, 2017; האו"ם, 2015; PubChem, 2017):

הצהרות GHS סיכונים

H272: יכול להגביר את האש; חמצון [אזהרה חמצון נוזלים; חמצון מוצקים - קטגוריה 3] (PubChem, 2017).
H301: רעילות על ידי בליעה [סכנת רעילות חריפה, בעל פה - קטגוריה 3] (PubChem, 2017).
H319: גורם לגירוי בעין חמורה [אזהרה אזהרה על פגיעה חמורה בעין / גירוי בעין - קטגוריה 2A] (PubChem, 2017).
H341: חשד לגרום ליקויים גנטיים [אזהרה Cell Cell Cell Mutagenicity - קטגוריה 2] (PubChem, 2017).
H361: חשד לפגיעה בפוריות או בעובר [אזהרה רעילות פוריות - קטגוריה 2] (PubChem, 2017).
H370: גורם נזק לאיברים [סכנה יעד ספציפי רעילות איברים, חשיפה אחת - קטגוריה 1] (PubChem, 2017).
H373: גורם נזק לאיברים באמצעות חשיפה ממושכת או חוזרת [אזהרה רעילות איברים יעד ספציפי, חשיפה חוזרת - קטגוריה 2] (PubChem, 2017).
H400: רעיל מאוד לחיים מימיים [אזהרה מסוכנת לסביבה הימית, סיכון חריף - קטגוריה 1] (PubChem, 2017).
H410: רעיל מאוד לאורגניזמים מימיים, עם השפעות לאורך זמן [אזהרה מסוכן לסביבה המימית, סיכונים לטווח ארוך - קטגורית 1] (PubChem, 2017).

קודי הוראות זהירות
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 ו- P501 (PubChem, 2017).

הפניות

  1. אלברז, א ג, Sörgel, M., Gligorovski, ס, בסיל, ס, Bartolomei, V., קולון, ב, ... & Wortham, H. (2014). אור-induced חומצה חנקנית (HONO) NO 2 ייצור מתגובות הטרוגנית על כימיקלים ביתיים. סביבה אטמוספרית, 95, 391-399. 
  2. Bartolomei, V., Sörgel, M., Gligorovski, ס, אלברז, א ג, גנדולפו, א, Strekowski, ר, ... & Wortham, H. (2014). היווצרות של חומצה חנקנית מקורה (HONO) על ידי תגובות אור מושרה NO2 הטרוגנית עם צבע קיר לבן. מדע הסביבה וזיהום מחקר, 21 (15), 9259-9269. 
  3. Benjah-bmm27, (2007). Amyl-nitrite-3D-balls [image] מקור: en.wikipedia.org.
  4. Benjah-bmm27, (2009). Chloramphenicol-3D [image] מקור: en.wikipedia.org.
  5. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitrite-Ester-2D [image] מקור: en.wikipedia.org.
  6. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitro-group-2D [image] מקור: en.wikipedia.org.
  7. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitrite-Ester-2D [image] מקור: en.wikipedia.org.
  8. ChemIDplus, (2017). מבנה 3D של 7632-00-0 - נתרן ניטריט [USP] [תמונה] מקור: chem.nlm.nih.gov.
  9. הסוכנות האירופית לכימיקלים (ECHA). (2017). סיכום הסיווג והתוויות. סיווג מתואם - נספח VI לתקנה (EC) מס '1272/2008 (תקנת CLP). נתרן ניטריט. ב -5 בפברואר 2017, מתוך: echa.europa.eu
  10. ג ', א', גריפין, ר 'ג' יי, שטיינר, א.ל., Dibb, ג 'יי, Scheuer, E., גונג, ל', ... & Flynn, ג 'יי (2016). הערכה של מקורות חומצה חנקתיים וכיורים ביצוא עירוני. סביבה אטמוספרה, 127, 272-282.
  11. Gligorovski, S. (2016). חומצה חנקתית (HONO): מזהם פנימי מתפתח. Journal of Phothemistry ו Photobiology A: כימיה, 314, 1-5.
  12. JSmol, (2017). ניטריט [תמונה] מקור: chemapps.stolaf.edu.
  13. JSmol, (2017). חומצה חנקית [תמונה] מקור: chemapps.stolaf.edu.
  14. Jü, (2013). אמיל ניטריט נוסחה V.1. [תמונה] מקור: en.wikipedia.org.
  15. Madruga, D. G., & Patier, R. F. (2006). מעורבות נויקס בכימיה אוטמוספרתית. מגזין אלקטרוני של איכות הסביבה, (2), 90. 
  16. האומות המאוחדות (2015). מערכת מתואמת גלובלית לסיווג ותווית של מוצרים כימיים (SGA) מהדורה מתוקנת 6. ניו יורק, ארצות הברית: הוצאת האו"ם. מתוך: unece.org.
  17. המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. מסד נתונים. (2017). ניטריט. Bethesda, MD, האיחוד האירופי: הספרייה הלאומית לרפואה. מקור: ncbi.nlm.nih.gov.
  18. המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. מסד נתונים. (2017). חומצה חנקתית. Bethesda, MD, האיחוד האירופי: הספרייה הלאומית לרפואה. מקור: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  19. המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. מסד נתונים. (2017). נתרן ניטריט. Bethesda, MD, האיחוד האירופי: הספרייה הלאומית לרפואה. מקור: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  20. המינהל הלאומי לאוקיינוס ​​ואטמוספירה (NOAA). כימיקלים Cameo. (2017). גיליון נתונים כימי. Nitrites, אנאורגנית, N.O.S סילבר ספרינג, MD. האיחוד האירופי; מקור:.
  21. המינהל הלאומי לאוקיינוס ​​ואטמוספירה (NOAA). כימיקלים Cameo. (2017). גיליון נתונים של קבוצת תגובתי. תרכובות ניטריט וניטריט, לא אורגניים. סילבר ספרינג, MD. האיחוד האירופי; מקור:.
  22. המינהל הלאומי לאוקיינוס ​​ואטמוספירה (NOAA). כימיקלים Cameo. (2017). גיליון נתונים של קבוצת תגובתי. Nitro, Nitroso, Nitrate, ו Nitrite Compounds, אורגני. סילבר ספרינג, MD. האיחוד האירופי; מקור:.
  23. Oelen, W. (2005). נתרן ניטריט גבישים [תמונה] מקור: en.wikipedia.org.
  24. PubChem, (2016). ניטריט [תמונה] מקור: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  25. PubChem, (2016). חומצה חנקתית [תמונה] מקור: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  26. PubChem, (2016). סודיום ניטריט [תמונה] מקור: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  27. Spataro, F., & Ianniello, א (2014). מקורות של חומצה חנקתית באטמוספירה: מצב המדע, צורכי המחקר הנוכחיים והסיכויים לעתיד. Journal of the Air & פסולת ניהול האגודה, 64 (11), 1232-1250.
  28. תימן, מ ', שייבלר, א', וויגנד, ק 'וו (2000). חומצה חנקתית, חומצה חנקתית וחנקן חנקן. ב האנציקלופדיה של Ullmann של כימיה תעשייתית. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGAA.