Nitroso-zure formulering, verbindingen en risico's



de salpeterig zuur het is een matig sterk tot zwak zuur, alleen stabiel in koud verdunde waterige oplossing. Het is alleen bekend in oplossing en in de vorm van nitrietzouten (zoals natriumnitriet en kaliumnitriet).

Salpeterigzuur neemt deel aan de ozonbalans van de lagere atmosfeer (de troposfeer). Nitriet is een belangrijke bron van de krachtige stikstofoxide vasodilatator. De nitrogroep (-N02) is aanwezig in salpeterzuuresters en in nitroverbindingen.

Nitrieten worden veel gebruikt in de voedselproductie-industrie om vlees te genezen. Echter, het Internationaal Agentschap voor Kankeronderzoek (IARC), gespecialiseerd in de World Health Organization (WHO) van de Verenigde Naties Cancer Agency geclassificeerd nitriet als waarschijnlijk kankerverwekkend voor de mens wanneer opgenomen in de voorwaarden ze geven aanleiding tot endogene nitrosatie.

formules

Salpeterigzuur: HNO2

Nitriet: NO2-

Natriumnitriet: NaNO2

  • CAS: 7782-77-6 Salpeterigzuur
  • CAS: 14797-65-0 Nitriet
  • CAS: 14797-65-0 Natriumnitriet (salpeterig zuur, natriumzout)

2D-structuur

3D-structuur

Kenmerken van salpeterig zuur

Fysische en chemische eigenschappen

Aangenomen wordt dat salpeterigzuur in waterige oplossingen dynamisch in evenwicht is met het anhydride ervan:

2HNO2 ⇌ N2O3 + H2O

Vanwege de hydrolyse zijn de zouten ervan (nitrieten) onstabiel in een waterige oplossing. Salpeterzuur wordt geproduceerd als een tussenproduct wanneer NOx-gassen in water worden opgelost (monostikstofoxiden, zoals respectievelijk stikstofmonoxide en stikstofdioxide, NO en NO2).

Bij verhitting in de aanwezigheid van zand, glassplinters of andere scherpe voorwerpen, of zelfs bij lage temperatuur, disproportioneel salpeterig zuur als:

3 HNO2 ⇌ HNO3 + 2NO + H2O

Op grond van de bovenstaande reactie kan salpeterigzuur werken als een reductiemiddel en als een oxidatiemiddel. Deze disproportioneringsreactie beïnvloedt de eigenschappen van salpeterigzuuroplossingen en is belangrijk bij de productie van salpeterzuur.

Een bijzonder belangrijke eigenschap van salpeterigzuur is het vermogen ervan om organische aminen te diazoteren. Met primaire amines vormt het zuur diazoniumzouten

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

Natriumnitriet (of salpeterig natriumzout) is een wit tot lichtgeel kristallijn poeder, zeer oplosbaar in water en hygroscopisch (absorbeert vocht uit het omringende medium).

Kaliumnitriet is de anorganische verbinding met de chemische formule KNO2. Het is een ionisch zout van K + -kaliumionen en nitriet-NO2-ionen-.

Net als andere nitrietzouten, zoals natriumnitriet, is het giftig bij inslikken en kan het mutageen of teratogeen zijn.

Salpeterigzuur bestaat in twee isomere vormen:

Deze structuren leiden tot twee reeksen organische derivaten van industrieel belang:

(I) Nitrietesters:

(II) Nitroderivaten:

De nitrietesters bevatten de nitrosoxy-functionele groep, met de algemene formule RONO, waarin R een aryl- of alkylgroep is.

Nitro-derivaten (genitreerde verbindingen) zijn organische verbindingen die een of meer nitro-functionele groepen bevatten (-NO2).

De verbindingen van de nitrogroep worden bijna altijd geproduceerd door nitreringsreacties die beginnen met salpeterzuur. Ze worden zelden in de natuur gevonden. Tenminste enkele natuurlijke nitro-groepen zijn afkomstig van de oxidatie van aminogroepen.

Anorganische nitrietverbindingen (natriumnitriet, kaliumnitriet, enz.)

ontvlambaarheid

Deze verbindingen zijn explosief. Sommige van deze stoffen kunnen explosief ontleden wanneer ze worden verwarmd of betrokken zijn bij een brand. Het kan exploderen als gevolg van warmte of besmetting. Containers kunnen ontploffen wanneer ze worden verwarmd. Afvoer kan brand- of explosiegevaar veroorzaken.

reactiviteit

De verbindingen in deze groep kunnen werken als uiterst krachtige oxidatiemiddelen en mengsels met reductiemiddelen of gereduceerde materialen zoals organische stoffen kunnen explosief zijn.

Reageert met zuren en vormt giftige stikstofdioxide. Er treedt een hevige explosie op als een ammoniumzout wordt gesmolten met een nitrietzout.

Gevaar voor de gezondheid

Inhalatie, inslikken of contact (huid, ogen) met dampen of stoffen kan ernstig letsel, brandwonden of de dood veroorzaken. Vuur kan irriterende, bijtende en / of giftige gassen produceren. Afvloeiing van vuurleiding of verdunningswater kan verontreiniging veroorzaken.

Organische nitrietverbindingen (nitrietesters, nitroderivaten)

ontvlambaarheid

De meeste materialen in deze groep zijn technisch gezien van lage ontvlambaarheid. Ze zijn echter vaak chemisch onstabiel en onderhevig aan een zeer variabele mate aan explosieve ontleding.

reactiviteit

De aromatische nitroverbindingen kunnen exploderen in aanwezigheid van een base zoals natriumhydroxide of kaliumhydroxide, zelfs in de aanwezigheid van water of organische oplosmiddelen. De explosieve neigingen van nitro-aromatische verbindingen worden verhoogd door de aanwezigheid van meerdere nitrogroepen.

toxiciteit

Veel van de verbindingen in deze groep zijn extreem toxisch.

toepassingen

Onder de nitrietesters worden amylnitriet en andere alkylnitrieten gebruikt in de geneeskunde voor de behandeling van hartziekten en voor de verlenging van het orgasme, in het bijzonder bij mannen. Af en toe worden ze recreatief gebruikt voor hun euforisch effect.

De nitrogroep is wereldwijd een van de meest voorkomende explosies (functionele groep die een explosieve stof vormt). Velen worden gebruikt in organische synthese, maar het grootste gebruik van verbindingen in deze groep is in militaire en commerciële explosieven..

Chlooramfenicol (een antibioticum dat nuttig is voor de behandeling van bacteriële infecties) is een zeldzaam voorbeeld van een natuurlijke nitroverbinding.

Diazoniumzouten worden veel gebruikt bij de bereiding van felgekleurde verbindingen die azokleurstoffen worden genoemd.

Het belangrijkste gebruik van natriumnitriet is voor de industriële productie van organostikstofverbindingen. Het is een voorloper van een verscheidenheid aan geneesmiddelen, kleurstoffen en pesticiden. Het bekendste gebruik is echter als additief voor levensmiddelen om botulisme te voorkomen. Het heeft het nummer E250.

Kaliumnitriet wordt op dezelfde manier als natriumnitriet als levensmiddelenadditief gebruikt. Het heeft het nummer E249.

Onder bepaalde omstandigheden (met name tijdens het koken) kunnen de nitrieten in het vlees reageren met afbraakproducten van aminozuren, waarbij ze nitrosaminen vormen, die bekende kankerverwekkende stoffen zijn.

De rol van nitrieten bij de preventie van botulisme heeft echter het verbod op het gebruik ervan in gezouten vlees voorkomen. Ze worden als onvervangbaar beschouwd in de preventie van botulinum vergiftiging als gevolg van de consumptie van gedroogde gedroogde worsten.

Natriumnitriet is een van de belangrijkste geneesmiddelen die een basisgezondheidsstelsel nodig hebben (het staat op de lijst van essentiële geneesmiddelen van de Wereldgezondheidsorganisatie).

Salpeterigzuur en luchtverontreiniging

Stikstofoxiden (NOx) zijn te vinden in binnen- en buitenomgevingen.

De atmosferische concentratie van stikstofoxiden is de laatste 100 jaar aanzienlijk toegenomen.

De studie ervan is noodzakelijk voor de planning van de luchtkwaliteit en de evaluatie van de effecten ervan op de volksgezondheid en het milieu.

Volgens hun oorsprong kunnen de emissiebronnen van luchtverontreinigende stoffen worden ingedeeld als:

• Van buitenomgevingen
a. Antropogene bronnen
a.1. Industriële processen
a.2. Menselijke activiteit
b. Natuurlijke bronnen
b.1. Verbrandingsprocessen van biomassa (fossiele brandstoffen).
b.2. oceanen
B.3. bodem
B.4. Processen die te maken hebben met zonlicht

• Binnenmilieus
a. Bronnen die vanuit externe omgevingen zijn geïnfiltreerd door processen van luchtuitwisseling.
b. Bronnen afgeleid van verbrandingsprocessen in binnenomgevingen (de belangrijkste).

GEEN niveaus2 in binnenomgevingen zijn ze hoger dan NO-waarden2 buitenshuis. De verhouding Interior / Exterior (I / E) is groter dan 1.

Kennis en controle van deze bronnen van uitstoot van binnenomgevingen is van fundamenteel belang, vanwege de tijd van persoonlijk verblijf in deze omgevingen (huizen, kantoren, vervoermiddelen).

Sinds de late jaren 1970 is salpeterigzuur (HONO) geïdentificeerd als een belangrijke atmosferische component vanwege zijn rol als directe bron van hydroxylradicalen (OH).

Er zijn een aantal bekende bronnen van OH in de troposfeer, echter, de productie van HONO OH is van belang, omdat de bronnen, het lot, en de dagelijkse gang van HONO in de atmosfeer zijn begonnen pas sinds kort worden toegelicht.

Salpeterigzuur neemt deel aan de ozonbalans van de troposfeer. De heterogene reactie van stikstofmonoxide (NO) en water produceert salpeterig zuur. Wanneer deze reactie plaatsvindt op het oppervlak van atmosferische aerosolen, wordt het product gemakkelijk door licht omgezet in hydroxylradicalen

OH radicalen zijn betrokken bij de vorming van ozon (O3) en peroxyacetyl nitraten (PAN), waarbij de zogenaamde "fotochemische smog" veroorzaken in de besmette gebieden en bijdragen aan de oxidatie van vluchtige organische stoffen (VOS), die secundaire deeltjes en vormen zuurstofrijke gassen.

Salpeterig zuur absorbeert sterk zonlicht bij golflengten korter dan 390 nm, leidend tot zijn fotolytische afbraak in OH en stikstofmonoxide (NO).

HONO + hν → OH + NO

'S Nachts resulteert de afwezigheid van dit mechanisme in de accumulatie van HONO. De hervatting van de fotonysis van HONO na zonsopgang kan leiden tot aanzienlijke OH-vorming in de ochtend.

In westerse samenlevingen brengen mensen bijna 90% van hun tijd binnenshuis door, voornamelijk in hun eigen huis.

De wereldwijde vraag naar energiebesparing is energiebesparing in verwarming en koeling (goede isolatie van de binnenruimtes, lage luchtinfiltratie, energie-efficiënte ramen) gestimuleerd leidt tot verhoogde niveaus van luchtverontreiniging dergelijke omgevingen.

Vanwege de kleinere volumes en lagere luchtwisselkoersen is de verblijftijd van luchtverontreinigende stoffen veel langer in binnenomgevingen vergeleken met de buitenlucht..

Van alle verbindingen die aanwezig zijn in binnenlucht, vertegenwoordigt HONO een belangrijke verontreinigende stof in de gasfase die aanwezig zou kunnen zijn in vrij hoge concentraties met gevolgen voor de luchtkwaliteit en gezondheid..

HONUS kan leiden tot irritatie van de menselijke luchtwegen en ademhalingsproblemen.

De HONO kan, wanneer hij in contact komt met bepaalde verbindingen die aanwezig zijn in de oppervlakken van binnenomgevingen (zoals bijvoorbeeld de nicotine van tabaksrook), kankerverwekkende nitrosaminen vormen.

De HONO binnenklimaat kan direct tijdens een verbrandingsproces worden gegenereerd, dat wil zeggen, brandende kaarsen, gasfornuizen en kachels, of kan worden gevormd door heterogene hydrolyse van NO2 in verschillende binnenoppervlakken.

2NO2 + H2O → HONO + HNO3

De UV-fractie van zonlicht kan de heterogene omzetting van NO verhogen2 naar HONO.

Alvarez et al (2014), en Bartolomei et al (2014) hebben aangetoond dat HONO wordt geproduceerd in heterogene reacties, geïnduceerd door licht, van NO2 met gemeenschappelijke oppervlakken in binnenomgevingen, zoals glas, schoonmaakmiddelen, verf en lak.

Evenzo kunnen de door licht veroorzaakte snelheden van HONO-vorming, waargenomen op interne oppervlakken, helpen om de hoge niveaus van OH die gedurende de dag binnenshuis worden waargenomen, te verklaren.

De HONO kan direct als primaire verontreiniging geleverd en bereiken hoge niveaus in de lucht binnenshuis met verbrandingsprocessen, bijvoorbeeld in slecht geventileerde keukens van "energie-efficiënte" huizen met gaskachels.

Bovendien kan de HONO worden gevormd door heterogene reacties van NO2 met lagen water gesorbeerd op verschillende binnenoppervlakken.

Hoewel de twee bronnen van HONO (directe emissie en heterogene reacties van NO2 gasfase geadsorbeerd waterlagen in afwezigheid van zonlicht) vertegenwoordigen belangrijke bronnen van binnen HONO, modellen die slechts deze twee bronnen systematisch onderschatten de niveaus van HONO waargenomen binnen diurnale.

Alvarez et al (2014) voerden onderzoek uit naar de heterogene reacties geïnduceerd door licht, het NO2 in gasfase met een reeks veelgebruikte huishoudelijke chemicaliën, waaronder vloerreiniger (alkalisch reinigingsmiddel), badkamerreiniger (zuur reinigingsmiddel), witte muurverf en lak.

De foto-excitatie-golflengten die in dit onderzoek zijn gebruikt, zijn karakteristiek voor die van het zonnespectrum die gemakkelijk in binnenruimten kunnen doordringen (λ> 340 nm).

Deze auteurs vonden dat deze huishoudelijke chemicaliën een belangrijke rol spelen in de chemie en luchtkwaliteit van binnenomgevingen.

Volgens zijn onderzoek zou de foto-dissociatie van zelfs een klein deel van HONO, om hydroxylradicalen te produceren, een grote impact hebben op de chemie van binnenlucht.

Op dezelfde manier hebben Bartolomei et al (2014) de heterogene NO-reacties bestudeerd2 met geselecteerde inwendige verfoppervlakken, in aanwezigheid van licht, en aangetoond dat de vorming van HONO toeneemt met licht en relatieve vochtigheid in de binnenomgevingen.

Beveiliging en risico's

Gevaaraanduidingen van het wereldwijd geharmoniseerd systeem voor classificatie en etikettering van chemische stoffen (SGA)

Het wereldwijd geharmoniseerd systeem voor classificatie en labeling van chemicaliën (SGA) is een internationaal overeengekomen systeem, opgezet door de Verenigde Naties en ontworpen om de verschillende classificatie- en etiketteringsstandaarden in verschillende landen te vervangen door wereldwijd consistente criteria te gebruiken.

Het gevaar (en de bijbehorende hoofdstuk van SGA) klassen, indeling normen en etikettering en aanbevelingen voor natriumnitriet zijn als volgt (European Chemicals Agency, 2017, de Verenigde Naties, 2015; PubChem, 2017):

GHS-gevarenaanduidingen

H272: Kan het vuur intensiveren; Oxidant [Waarschuwing Oxiderende vloeistoffen; Oxiderende vaste stoffen - Categorie 3] (PubChem, 2017).
H301: Giftig bij inslikken [Gevaar Acute toxiciteit, oraal - Categorie 3] (PubChem, 2017).
H319: Veroorzaakt ernstige oogirritatie [Waarschuwing Ernstig oogletsel / oogirritatie - Categorie 2A] (PubChem, 2017).
H341: Verdacht dat het genetische schade veroorzaakt [Waarschuwing Mutageniteit in geslachtscellen - Categorie 2] (PubChem, 2017).
H361: Wordt ervan verdacht de vruchtbaarheid of de foetus te schaden [Waarschuwing giftigheid voor de voortplanting - Categorie 2] (PubChem, 2017).
H370: Veroorzaakt schade aan organen [Gevaar Specifieke doelorgaantoxiciteit bij eenmalige blootstelling - Categorie 1] (PubChem, 2017).
H373: Veroorzaakt schade aan organen bij langdurige of herhaalde blootstelling [Waarschuwing Specifieke doelorgaantoxiciteit, herhaalde blootstelling - Categorie 2] (PubChem, 2017).
H400: Zeer giftig voor in het water levende organismen [Waarschuwing Gevaarlijk voor in het water levende organismen, acuut gevaar - Categorie 1] (PubChem, 2017).
H410: Zeer vergiftig voor in het water levende organismen, met langdurige nadelige gevolgen [Waarschuwing Gevaarlijk voor het aquatisch milieu, langetermijnrisico - Categorie 1] (PubChem, 2017).

Voorzorgsmaatregelen instructies codes
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 en P501 (PubChem, 2017).

referenties

  1. Alvarez, E.G., Sörgel, M., Gligorovski, S., Bassil, S., Bartolomei, V., Coulomb, B., ... & Wortham, H. (2014). Light-induced nitrous acid (HONO) -productie uit N02 heterogene reacties op huishoudelijke chemicaliën. Atmospheric Environment, 95, 391-399. 
  2. Bartolomei, V., Sörgel, M., Gligorovski, S., Alvarez, E. G., Gandolfo, A., Strekowski, R., ... & Wortham, H. (2014). Vorming van indoor salpeterigzuur (HONO) door licht geïnduceerde reacties NO2 heterogeen witte muurverf. Environmental Science and Pollution Research, 21 (15), 9259-9269. 
  3. Benjah-bmm27, (2007). Amyl-nitrite-3D-ballen [afbeelding] Geïnteresseerd in: en.wikipedia.org.
  4. Benjah-bmm27, (2009). Chloramphenicol-3D [afbeelding] Geïnteresseerd in: en.wikipedia.org.
  5. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitriet-ester-2D [afbeelding] Geïnteresseerd in: en.wikipedia.org.
  6. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitro-group-2D [afbeelding] Geïnteresseerd in: en.wikipedia.org.
  7. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitriet-ester-2D [afbeelding] Geïnteresseerd in: en.wikipedia.org.
  8. ChemIDplus, (2017). 3D-structuur van 7632-00-0 - Natriumnitriet [USP] [afbeelding] Verkregen van: chem.nlm.nih.gov.
  9. Europees Agentschap voor chemische stoffen (ECHA). (2017). Samenvatting van classificatie en etikettering. Geharmoniseerde indeling - Bijlage VI van Verordening (EG) nr. 1272/2008 (CLP-verordening). Natriumnitriet. Opgehaald op 5 februari 2017, van: echa.europa.eu
  10. Gall, E.T., Griffin, R.J., Steiner, A.L., Dibb, J., Scheuer, E., Gong, L., ... & Flynn, J. (2016). Evaluatie van salpeterigzuurbronnen en putten in stedelijke uitstroom. Atmospheric Environment, 127, 272-282.
  11. Gligorovski, S. (2016). Salpeterzuur (HONO): een opkomende verontreinigende stof voor binnen. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 314, 1-5.
  12. JSmol, (2017). Nitriet [afbeelding] Geïnteresseerd in: chemapps.stolaf.edu.
  13. JSmol, (2017). Salpeterzuur [afbeelding] Verkregen uit: chemapps.stolaf.edu.
  14. Jü, (2013). Amyl nitriet formule V.1. [afbeelding] Geïnteresseerd in: en.wikipedia.org.
  15. Madruga, D. G., & Patier, R. F. (2006). BETROKKENHEID VAN NOx IN ATMOSFERISCHE CHEMIE. Electronic Journal of the Environment, (2), 90. 
  16. Verenigde Naties (2015). Globaal geharmoniseerd systeem voor classificatie en etikettering van chemische producten (SGA) Zesde herziene editie. New York, Verenigde Staten: publicatie van de Verenigde Naties. Teruggeplaatst van: unece.org.
  17. Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. PubChem Compound-database. (2017). Nitriet. Bethesda, MD, EU: National Library of Medicine. Teruggeplaatst van: ncbi.nlm.nih.gov.
  18. Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. PubChem Compound-database. (2017). Nitreus zuur. Bethesda, MD, EU: National Library of Medicine. Teruggeplaatst van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  19. Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. PubChem Compound-database. (2017). Natriumnitriet. Bethesda, MD, EU: National Library of Medicine. Teruggeplaatst van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  20. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Chemisch gegevensblad. Nitriet, anorganisch, N.O.S. Silver Spring, MD. EU; Teruggeplaatst van: cameochemicals.noaa.gov.
  21. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Reactive Group Datasheet. Nitraat- en nitrietverbindingen, anorganisch. Silver Spring, MD. EU; Teruggeplaatst van: cameochemicals.noaa.gov.
  22. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Reactive Group Datasheet. Nitro, Nitroso, Nitraat en Nitrietverbindingen, organisch. Silver Spring, MD. EU; Teruggeplaatst van: cameochemicals.noaa.gov.
  23. Oelen, W. (2005). Natriumnitrietkristallen [afbeelding] Geïnteresseerd in: en.wikipedia.org.
  24. PubChem, (2016). Nitriet [afbeelding] Geïnteresseerd in: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  25. PubChem, (2016). Nitrous Acid [afbeelding] Verkregen uit: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  26. PubChem, (2016). Sodium Nitrite [afbeelding] Geïnteresseerd in: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  27. Spataro, F., en Ianniello, A. (2014). Bronnen van atmosferisch salpeterig zuur: staat van de wetenschap, huidige onderzoekbehoeften en toekomstperspectieven. Journal of the Air & Waste Management Association, 64 (11), 1232-1250.
  28. Thiemann, M., Scheibler, E., & Wiegand, K.W. (2000). Salpeterzuur, salpeterigzuur en stikstofoxiden. In Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.