Нітрат натрію: що це таке, властивості застосування

Нітрат натрію (азотнокислий натрій) або натрієва, натронне селітра — добре відоме добриво, харчова добавка, компонент, який застосовується в багатьох галузях промисловості. У природному середовищі зустрічається у вигляді величезних запасів в Чилі, звідси ще один синонім — чилійська селітра. У сільському господарстві, застосування даного добрива, сприяє росту вегетативної частини рослин. У харчовій промисловості — застосовується для збільшення терміну зберігання продуктів харчування, відомий як консервант Е251. Взагалі, різноманітність застосування даного виду селітри широко і не обмежуються харчовими добавками і добривом.

Виробництво селітри в Чилі

Нітратін

Нітратін — природний мінерал став особливо популярним після того як в Європі дізналися про порох і стали активно його застосовувати в підривних снарядах (використовується як окислювач у вибухових речовинах). Але своїх промислових запасів «Старий Світ» не мав, доводилося його експортувати, головним чином з Індії. Потреби в мінералі росли з кожним роком. Кількості виробленого і експортованого товару катастрофічно не вистачало, що робило селітру дорогим товаром. Тому «умільці» стали добувати речовина своїми силами. У спеціальних камерах «селітряніцах» з 6 кг «селітряних» землі виходило близько 1 кг селітри. Процес протікав 1-2 роки, а обсяги були незначними. Необхідно було знайти нові поклади мінералу.

І їх знайшли. У 19 столітті в пустелі Атакама в природних умовах було розвідано найбільший до сьогоднішніх днів басейн з природними покладами природного селітри. Розвідані поклади нітратіна були настільки величезні, що видобуток природного мінералу ведеться досі. У момент відкриття родовища воно досягало близько 200 кілометрів у довжину і 3 кілометрів в ширину з товщиною залягання нітрату натрію — 0.3-3 метрів.

Перша партія селітри, привезена з Чилі в Європу, сталася в 1825 році. Покупців на товар не знайшлося, і вся партія була скинути «за борт».

Чилійська селітра сформувалася в ході вдалого поєднання багатьох чинників в одному місці. Так, в пустелі Атакама на ділянці покладів не буває дощів. Відстань від узбережжя досить велика — близько 40-50 кілометрів. Нарешті, висота над рівнем моря — 1000 метрів, що створювало необхідний тиск для реакції. Через мільйони років відкладення пташиного посліду та інших рослинних і тваринних залишків перетворилися в нітрат натрію.

В результаті Тихоокеанської війни Чилі захопило найбагатші родовища. У 1919 році Уайкоффом була визначена кристалічна структура нітрату натрію, в ході чого був використаний метод рентгенівської кристалографії.

Пустеля Атакама в Чилі

Спочатку експорт з Нового Світу становив не більше тисячі тонн на рік. Але з кожним роком обсяги видобутку збільшувалися. Росли і продажу мінералів. Спочатку двадцятого століття видобуток зріс уже до декількох сотень тисяч тонн щорічно. Спочатку обсяг запасів нітратінов в басейні оцінювалося в, приблизно, 90 мільйонів тонн. Вважалося, що цього вистачить на століття використання. Але ті прогнози не передбачали такого зростання населення і розвитку промисловості і сільського господарства, яке спостерігається зараз.

властивості

Нітронатріт — (хімічна формула — NaNO3) природний мінерал нітрату натрію, має трігональную сингонії. В основному безбарвний, прозорий зі скляним блиском, але при наявності в структурі домішок — може бути від теракотового до жовтого і сірого кольору. Розчиняється в воді. На смак — гіркувато-солений, різкий. У природному середовищі може бути у вигляді напливів, нальотів, рідше сталактитів. При підвищенні вологості повітря понад 80% — злежується. Нітрат натрію плавиться при температурі 308 ° C. На 380 ° C починається процес розкладання, в ході якого починає виділятися кисень. Азотнокислий натрій має властивості сильного окислювача. Є побічним продуктом виробництва азотної кислоти з аміаку.

Нітрат натрію синтезується в штучних умовах лабораторій. Спочатку видобувають карбід кальцію з реакції прожарювання суміші вугілля з вапном. Карбід реагує з атмосферним азотом в процесі нагрівання до високої температури, в результаті чого отримують ціанамід кальцію. Останній при впливі водяної пари виділяє аміак. А вже з аміаку легко отримують нітрати натрію.

Заводські способи отримання нітрату натрію засновані на абсорбції окислів азоту розчином соди, або на обмінному розкладанні інших нітратів з сполуками натрію, або на катіонному обміні. В основному, в промисловості і сільському господарстві використовує продукт штучного синтезу.

Натрій азотнокислий (нітрат натрію) вироблений АТ «ОХК« ХІМ »

У нашій країні виробництво азотнокислого натрію регламентується гостом. Головним документом при випуску технічного азотнокислого натрію до 1980 року вважався ГОСТ 828-77. Згодом державні стандарти змінилися зі зміною самого госта, зміненого на ГОСТ 4168-79. У 1994 році його дію вирішили продовжити, і він діє до сьогоднішнього дня.

особливості застосування

Натрієва селітра широко застосовується в сільському господарстві — в якості добрив. Велике значення хімічна речовина грає і у важкій промисловості: використовується при виробництві скла, каучуку, піротехнічних пристроїв, ракетних паливах, бетону (для підвищення стійкості до низьких температур). У легкій промисловості нітрати натрію знайшли застосування в якості складової частини барвників.

Натрієва селітра широко застосовується у виробництві різних харчових продуктів. Вона додається в м’ясо, рибу, значно продовжуючи термін їх зберігання в герметичній упаковці. Відомо, що в невеликих дозах нітрати натрію присутні і в молоці. Але концентрація в молочних продуктах дуже невисока, тому що інакше вони сприяють істотної зміни кольору продукту.

У харчовій промисловості, мабуть, найголовніша особливість застосування консерванту нітрату натрію — помірні концентрації, так як великі дози токсичні і завдає непоправної шкоди організму, провокуючи розвиток важких хвороб або навіть смерть.

Користь і шкода

У невеликих кількостях нітрат натрію виробляється людським організмом. Головне позитивний вплив цієї речовини — ефективність в боротьбі з мікроорганізмами. Власне, невелика його концентрація в людському організмі відносно нешкідлива, а побічних ефектів немає.

Позитивні якості

Нітрат натрію дуже часто входить до складу фармакологічних судинорозширювальних препаратів. Сьогодні ведуться широкомасштабні дослідження, спрямовані на виявлення позитивного впливу невеликих доз речовини на серце і мозок. Існують передумови для того, щоб бути впевненим в більш ефективному лікуванні хвороб серця і аневризми мозку.

Ще нітрати натрію продуктивно лікують респіраторні захворювання, так як позитивно впливають на бронхи, розширюючи їх. Вони також ефективні при запорах. Ця речовина одне з небагатьох засобів, що застосовуються при отруєнні ціаністим калієм.

негативні властивості

Але нітрати натрію можуть завдавати непоправної шкоди людині. Пов’язано це в першу чергу з тим, що потрапляючи в організм, в кишечнику вони зазнають певних метаморфози, що призводять до утворення нітритів. А вже нітрити вкрай негативно позначаються на роботі всього організму. Розглянемо одне з безлічі негативних впливів — вироблення гемоглобіну, нездатного переносити кисень до клітин. Такий гемоглобін відрізняється від звичайного і навіть отримав власну назву: «метгемоглобін».

Крім іншого, в процесі термообробки, нітрати утворюють шкідливі канцерогени, здатні накопичуватися в організмі людини і призводять до закупорки судин і утворення тромбів. Канцерогени впливають і на печінку і вона починає породжувати «сміттєві» клітини, нездатні очистити кров.

Проблема полягає в тому, що на сьогоднішній день нітрати натрію використовуються в більшості вироблених харчовою промисловістю продуктів. У гонитві за економією і підвищенням ефективності виробництва їх додають до складу м’яса (ковбас), молока (сирів), риби, хлібобулочних продуктів (на упаковці зазвичай зазначено: харчової консервант Е251) і багато інших швидкопсувні вироби, щоб продовжити термін їх придатності. Далеко не факт, що кожен виробник неухильно дотримується визначені норми і правила щодо дозування потенційно небезпечної речовини.

У вигляді харчової добавки, Е251 діє як антибактеріальний засіб, що перешкоджає росту Clostridium botulinum — збудника ботулізму, важкої харчової інтоксикації викликається ботуліністіческого токсином і приводить до ураження нервової системи.

У випадку з виробами з сиру добавка Е251 взагалі застосовується в обов’язковому порядку, так як речовина перешкоджає розмноженню бактерій, що призводять до втрати товарного вигляду продукту.

В цілому, можна відзначити, що основний вплив велика концентрація нітрату натрію надає на:

  • печінку, серце, судини;
  • шлунково-кишковий тракт, а також на мікрофлору кишечника, що є одним з визначальних чинників здорового імунітету;
  • легкі.

Підвищений вміст цієї речовини в організмі може призводити до алергічних реакцій і симптомів гострого отруєння.

Обмеження при використанні

Через токсичності даної речовини, його щільно досліджували у Всесвітній організації охорони здоров’я. В ході численних лабораторних випробувань, з’ясувалося, що надмірні дози консерванту нітрат натрію, що надходить в організм при харчуванні не просто небезпечні для живих істот, а здатні приводити до смерті від отруєння.

Так, більше половини лабораторних щурів загинули при введенні в їх організм нітрату натрію в концентрації більше 180 мг на кілограм ваги. В результаті довгих випробувань було виявлено допустимо гранична маса речовини, що не завдає шкоди живим істотам: не більше 3.7 мг на кожний кілограм ваги. Йдеться про добовій дозі споживання.

В ході тих же експериментів з’ясувалася ще одна небезпечна особливість нітрату натрію. При термообробці понад 120 ° C, він починає виділяти шкідливі канцерогени. Отже, крім токсичності, речовина може викликати небезпечні захворювання кровоносної системи і серця.

Поведінка в грунті

Натрієва селітра довгий час залишалася основним джерелом мінеральних добрив для рослин при будь-яких видах грунту, крім засолених і солонців. Однак існують особливості при використанні її на різних типах грунтів. Наприклад, застосування її на малобуферних грунтах знижує загальну кислотність. Для дернових грунтів таке добриво більш ефективно, ніж аміачно-кислі добрива (на відміну від чорнозему, де пріоритет натрієвої селітри нівелюється).

При внесенні в грунт азотнокислого натрію потрібно враховувати кілька особливостей:

  1. Вона легко вимивається з грунту, з цієї причини не варто удобрювати грунт в осінньо-зимовий період, коли відбуваються спадні потоки.
  2. Кращий час внесення азотнокислого натрію рання весна, коли починають переважати висхідні потоки і рослини інтенсивно вбирають азотно-нітратні компоненти.

Натрієва селітра служить відмінною підмогою в якості передпосівного добрива і протягом всього терміну вегетації рослин.

Останнім часом натрієва селітра поступово витісняється більш сучасними видами добрив. Основна причина цього полягає в тому, що вгадати з точною концентрацією досить складно, а великі дози можуть сприяти накопиченню в овочах небезпечного кількості нітратів, шкідливих для людини.

Вплив на сільськогосподарські культури

Нітрати натрію благотворно впливають на ріст рослин. Однак з плином часу стало зрозуміло, що деякі представники рослин не встигають виводити з себе надлишки надходять разом з добривом речовин, затримуючи їх у собі в силу певних причин. Натрієва селітра мало багата на вміст азоту — всього 15 — 17%. Зате масова частка натрію становить до 26%. Все це сприяє накопиченню в плодах нітратів (потрапляючи в організм, вони трансформуються в украй небезпечні канцерогени — нітрити).

Найбільше акумулюють в своїх плодах нітрати, що надходять з грунту — коренеплоди та зелень. Тому визначити достатню дозування часом досить складно. Занадто невелика внесення добрив ніяк не позначиться на врожаї, а корисні речовини швидко вимиються з грунту. Занадто ж велика норма може в подальшому завдати шкоди людині.

Натрієва селітра погано поєднується з деякими іншими видами мінеральних добрив. Наприклад, з популярними суперфосфату, а також карбамідно-аміачною сумішшю. При комплексній обробці ділянки необхідно робити перерви між внесеннями препаратів від тижня і більше.

При добриві нітратами потрібно старанно дотримуватися рекомендацій виробника і не перевищувати норми внесення.