Formulace, sloučeniny a rizika nitrosokyselin



kyselina dusitá je středně silná až slabá kyselina, stabilní pouze ve studeném zředěném vodném roztoku. Je znám pouze v roztoku a ve formě dusitanových solí (jako je dusitan sodný a dusitan draselný)..

Kyselina dusitá se podílí na ozonové rovnováze nižší atmosféry (troposféry). Dusitan je důležitým zdrojem silného vazodilatačního činidla oxidu dusnatého. Nitroskupina (-N02) je přítomna v esterech kyseliny dusité a v nitrosloučeninách.

Dusitany jsou široce používány v potravinářském průmyslu k léčbě masa. Nicméně, Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC), specializovaná organizace pro rakovinu Světové zdravotnické organizace (WHO) Organizace spojených národů, klasifikovala dusitany jako karcinogenní pro člověka, když je užívána za podmínek, které jsou způsobují endogenní nitrosaci.

Vzorce

Kyselina dusitá: HNO2

Nitrity: NE2-

Dusitan sodný: NaNO2

  • CAS: 7782-77-6 Kyselina dusitá
  • CAS: 14797-65-0 Dusitan
  • CAS: 14797-65-0 Dusitan sodný (kyselina dusitá, sodná sůl)

2D struktura

3D struktura

Charakteristika kyseliny dusité

Fyzikální a chemické vlastnosti

Předpokládá se, že kyselina dusitá je v dynamické rovnováze s anhydridem ve vodných roztocích:

2HN02 + N203 + H20

Vzhledem k hydrolýze jsou její soli (dusitany) nestabilní ve vodném roztoku. Kyselina dusitá se vyrábí jako meziprodukt, když jsou plyny NOx rozpuštěny ve vodě (oxidy dusíku, jako je oxid dusnatý a oxid dusičitý, NO a NO2)..

Při zahřívání v přítomnosti písku, skleněných střepů nebo jiných ostrých předmětů, nebo dokonce při nízkých teplotách, jsou disproporce kyseliny dusité jako:

3 HNO2: HNO3 + 2NO + H20

Na základě výše uvedené reakce může kyselina dusitá působit jako redukční činidlo a jako oxidační činidlo. Tato disproporcionační reakce ovlivňuje vlastnosti roztoků kyseliny dusité a je důležitá při výrobě kyseliny dusičné.

Zvláště důležitou vlastností kyseliny dusité je její schopnost diazotovat organické aminy. S primárními aminy tvoří kyselina diazoniové soli

RN-H2 + HNO2 + HC1 → [RN-NNN] Cl + 2H2O

Dusitan sodný (nebo sodná sůl kyseliny dusité) je bílý až mírně nažloutlý krystalický prášek, velmi rozpustný ve vodě a hygroskopický (absorbuje vlhkost z okolního média)..

Dusitan draselný je anorganická sloučenina s chemickým vzorcem KNO2. Jedná se o iontovou sůl draselných iontů K + a dusitanových iontů NO2-.

Stejně jako ostatní dusitanové soli, jako je dusitan sodný, je toxický při požití a může být mutagenní nebo teratogenní.

Kyselina dusitá existuje ve dvou izomerních formách:

Tyto struktury vedou ke dvěma sériím organických derivátů průmyslového významu:

(I) estery dusitanů:

(II) Nitroderiváty:

Estery dusitanů obsahují nitrosoxyfunkční skupinu obecného vzorce RONO, kde R je arylová nebo alkylová skupina..

Nitroderiváty (nitrované sloučeniny) jsou organické sloučeniny, které obsahují jednu nebo více nitro funkčních skupin (-NO2)..

Sloučeniny nitroskupiny jsou téměř vždy produkovány nitračními reakcemi, které začínají kyselinou dusičnou. Zřídka se vyskytují v přírodě. Alespoň některé přírodní nitroskupiny vznikly oxidací aminoskupin.

Anorganické dusitanové sloučeniny (dusitan sodný, dusitan draselný atd.)

Hořlavost

Tyto sloučeniny jsou výbušné. Některé z těchto látek se mohou při zahřátí nebo při požáru rozložit výbušně. To může explodovat v důsledku tepla nebo znečištění. Při zahřátí mohou nádoby explodovat. Odtok může způsobit nebezpečí požáru nebo výbuchu.

Reaktivita

Sloučeniny v této skupině mohou působit jako extrémně silná oxidační činidla a směsi s redukčními činidly nebo redukovanými materiály, jako jsou organické látky, mohou být výbušné.

Reaguje s kyselinami za vzniku toxického oxidu dusičitého. K prudkému výbuchu dochází, pokud je amonná sůl fúzována s dusitanovou solí.

Nebezpečí pro zdraví

Vdechování, požití nebo kontakt (kůže, oči) s výpary nebo látkami může způsobit vážné zranění, popáleniny nebo smrt. Oheň může vytvářet dráždivé, žíravé a / nebo toxické plyny. Odtok z požární kontroly nebo ředicí vody může způsobit kontaminaci.

Organické sloučeniny dusitanů (estery dusitanů, nitroderiváty)

Hořlavost

Většina materiálů v této skupině je technicky nízká hořlavost. Často jsou však chemicky nestabilní a ve velmi proměnlivém stupni podléhají explozivnímu rozkladu.

Reaktivita

Aromatické nitrosloučeniny mohou explodovat v přítomnosti báze, jako je hydroxid sodný nebo hydroxid draselný, dokonce i v přítomnosti vody nebo organických rozpouštědel. Výbušné tendence nitroaromatických sloučenin se zvyšují přítomností více nitroskupin.

Toxicita

Mnoho sloučenin v této skupině je extrémně toxických.

Použití

Mezi estery dusitanů se amylnitrit a další alkylnitrity používají v lékařství pro léčbu srdečních onemocnění a pro prodloužení orgasmu, zejména u mužů. Příležitostně se využívají pro svůj euforický efekt.

Nitroskupina je jednou z nejběžnějších explozí (funkční skupina, která vyrábí výbušnou směs) na celém světě. Mnoho být použit v organické syntéze, ale největší použití sloučenin v této skupině je ve vojenských a komerčních výbušninách..

Chloramfenikol (antibiotikum užitečné pro léčbu bakteriálních infekcí) je vzácným příkladem přírodní nitrosloučeniny..

Diazoniové soli se široce používají při přípravě jasně zbarvených sloučenin zvaných azobarviva.

Hlavní použití dusitanu sodného je pro průmyslovou výrobu organonitrogenních sloučenin. Je to prekurzor různých léčiv, barviv a pesticidů. Nicméně, jeho nejznámější použití je jako potravinové aditivum, aby se zabránilo botulismu. Má číslo E250.

Dusitan draselný se používá jako potravinářská přísada podobným způsobem jako dusitan sodný. Má číslo E249.

Za určitých podmínek (zejména při vaření) mohou dusitany v mase reagovat s produkty degradace aminokyselin, které tvoří nitrosaminy, které jsou známými karcinogeny..

Úloha dusitanů v prevenci botulismu však zabránila zákazu jejich používání ve vyléčeném masu. Jsou považovány za nenahraditelné při prevenci otravy botulotoxinem v důsledku konzumace sušených uzenin.

Dusitan sodný patří mezi nejdůležitější léčiva, která potřebují základní zdravotní systém (je na seznamu základních léčiv Světové zdravotnické organizace).

Kyselina dusitá a znečištění ovzduší

Oxidy dusíku (NOx) lze nalézt ve venkovním a vnitřním prostředí.

Koncentrace oxidů dusíku v atmosféře se za posledních 100 let významně zvýšila.

Studie je nezbytná pro plánování kvality ovzduší a hodnocení jeho vlivů na lidské zdraví a životní prostředí.

Podle původu mohou být emisní zdroje látek znečišťujících ovzduší klasifikovány jako:

• Z venkovního prostředí
a. Antropogenní zdroje
a.1. Průmyslové procesy
a.2. Lidská činnost
b. Přírodní zdroje
b.1. Procesy spalování biomasy (fosilní paliva).
b.2. Oceány
b.3. Patro
b.4. Procesy spojené se slunečním zářením

• Vnitřní prostředí
a. Zdroje infiltrované z vnějšího prostředí procesy výměny vzduchu.
b. Zdroje odvozené ze spalovacích procesů ve vnitřním prostředí (hlavní).

NE2 ve vnitřním prostředí jsou vyšší než hodnoty NO2 venku Vnitřní / vnější (I / E) poměr je větší než 1.

Znalost a kontrola těchto zdrojů emisí vnitřního prostředí je zásadní vzhledem k době osobního pobytu v těchto prostředích (domy, kanceláře, dopravní prostředky)..

Od pozdních sedmdesátých lét, kyselina dusitý (HONO) byl poznán jako klíčová složka atmosféry kvůli jeho roli jako přímý zdroj hydroxy radikálů (OH) \ t.

Existuje mnoho známých zdrojů OH v troposféře, nicméně OH produkce HONO je zajímavá, protože zdroje, osud a denní cyklus HONO v atmosféře začaly být objasňovány teprve nedávno..

Kyselina dusitá se podílí na ozonové rovnováze troposféry. Heterogenní reakce oxidu dusnatého (NO) a vody produkuje kyselinu dusitou. Když se tato reakce odehrává na povrchu atmosférických aerosolů, produkt se snadno fotodekomponuje na hydroxylové radikály

OH radikály se podílejí na tvorbě ozonu (O3) a peroxyacetylnitrátu (PAN), které způsobují tzv. "Fotochemický smog" ve znečištěných oblastech a přispívají k oxidaci těkavých organických sloučenin (VOC), které sekundárně tvoří částice a okysličené plyny.

Kyselina dusitá silně absorbuje sluneční světlo při vlnových délkách kratších než 390 nm, což vede k jeho fotolytické degradaci v OH a oxidu dusnatém (NO).

HONO + hν → OH + NO

V noci nepřítomnost tohoto mechanismu vede k hromadění HONO. Obnovení fotonýzy HONO po úsvitu může vést k značné tvorbě OH ráno.

V západních společnostech lidé tráví téměř 90% svého času uvnitř budov, převážně ve svých domovech.

Celosvětová poptávka po úsporách energie vedla k úsporám energie v oblasti vytápění a chlazení (dobrá izolace vnitřních prostor, nízká úroveň pronikání vzduchu, energeticky účinná okna), což vedlo ke zvýšení úrovně látek znečišťujících ovzduší v těchto prostředích..

Vzhledem k menším objemům a sníženým rychlostem výměny vzduchu je doba zdržení látek znečišťujících ovzduší ve vnitřním prostředí mnohem delší než ve venkovním prostředí.

Ze všech sloučenin přítomných ve vnitřním vzduchu představuje HONO významnou znečišťující látku v plynné fázi, která by mohla být přítomna v poměrně vysokých koncentracích s dopadem na kvalitu ovzduší a zdraví..

HONUS může vést k podráždění dýchacích cest člověka a dýchacích potíží.

HONO, když přichází do styku s některými sloučeninami přítomnými na povrchu vnitřního prostředí (jako je například nikotin tabákového kouře), může tvořit karcinogenní nitrosaminy.

Vnitřní prostředí HONO mohou být vytvořeny přímo v průběhu spalovacího procesu, tj, hořící svíčky, plynové sporáky a ohřívače, nebo mohou být tvořeny heterogenní hydrolýzou NO2 v různých vnitřních površích.

2NO2 + H2O → HONO + HNO3

UV frakce slunečního světla může zvýšit heterogenní konverzi NO2 na HONO.

Alvarez et al (2014) a Bartolomei et al (2014) ukázali, že HONO vzniká při heterogenních reakcích NO indukovaných světlem.2 s běžnými povrchy ve vnitřním prostředí, jako je sklo, čisticí prostředky, barvy a laky.

Podobně, světlem indukované rychlosti tvorby HONO, pozorované na vnitřních površích, mohou pomoci vysvětlit vysoké hladiny OH pozorované uvnitř během dne..

HONO mohou být dodávány přímo jako primární kontaminující látky a dosáhnout vysoké úrovně ve vzduchu v interiéru při spalovacích procesech, například ve špatně větraných kuchyních „energetickou účinnost“ domy s plynové sporáky.

Kromě toho může být HONO tvořen heterogenními reakcemi NO2 s vrstvami vody sorbované na několika vnitřních plochách.

Ačkoli dva zdroje HONO (přímé emise a heterogenní reakce NO2 Plynná fáze adsorbované vrstvy vody v nepřítomnosti slunečního světla) představují významné zdroje vnitřní HONO, modely, které mají pouze tyto dva zdroje systematicky podceňovat hladiny HONO pozorováno její denní interiéru.

Alvarez et al (2014) provedli výzkum heterogenních reakcí vyvolaných světlem, NO2 v plynné fázi s řadou běžně používaných domácích chemikálií, včetně podlahových čističů (alkalických detergentů), čisticích prostředků do koupelen (kyselých detergentů), nátěrů bílé barvy a laku.

Fotoexcitační vlnové délky použité v této studii jsou charakteristické pro sluneční spektrum, které může snadno proniknout do vnitřních prostorů (λ> 340 nm)..

Tito autoři zjistili, že tyto domácí chemikálie hrají důležitou roli v chemii a kvalitě ovzduší vnitřního prostředí.

Podle jeho výzkumu by foto-disociace i malé frakce HONO, k produkci hydroxylových radikálů, měla velký vliv na chemii vnitřního vzduchu..

Podobně Bartolomei et al (2014) studovali heterogenní reakce NO2 s vybranými vnitřními povrchy nátěrových hmot, v přítomnosti světla, a prokázal, že tvorba HONO se zvyšuje se světlem a relativní vlhkostí v uvedených vnitřních prostředích.

Bezpečnost a rizika

Údaje o nebezpečnosti globálně harmonizovaného systému klasifikace a označování chemických látek (SGA) \ t

Globálně harmonizovaný systém klasifikace a označování chemických látek (SGA) je mezinárodně schválený systém, který byl vytvořen Organizací spojených národů a navržen tak, aby nahradil různé normy klasifikace a označování používané v různých zemích s použitím konzistentních kritérií na celém světě..

Nebezpečí, (a jeho odpovídající kapitole SGA) třídy, klasifikační normy a označování a doporučení pro dusitan sodný, jsou následující (Evropská agentura pro chemické látky, 2017; OSN 2015; PubChem, 2017):

Údaje o nebezpečnosti GHS

H272: Může zesílit požár; Oxidant [Varování Oxidující kapaliny; Oxidující pevné látky - Kategorie 3] (PubChem, 2017).
H301: Toxický při požití [Nebezpečná akutní toxicita, orální - Kategorie 3] (PubChem, 2017).
H319: Způsobuje vážné podráždění očí [Upozornění Vážné poškození očí / podráždění očí - Kategorie 2A] (PubChem, 2017).
H341: Podezření na genetické poškození [Mutagenita zárodečných buněk - Kategorie 2] (PubChem, 2017).
H361: Podezření na poškození plodnosti nebo na plod [Varování Reprodukční toxicita - Kategorie 2] (PubChem, 2017).
H370: Způsobuje poškození orgánů [Nebezpečí Toxicita pro specifické cílové orgány, jednorázová expozice - kategorie 1] (PubChem, 2017).
H373: Způsobuje poškození orgánů při prodloužené nebo opakované expozici [Varování Toxicita pro specifické cílové orgány, opakovaná expozice - Kategorie 2] (PubChem, 2017).
H400: Vysoce toxický pro vodní organismy [Varování Nebezpečný pro vodní prostředí, akutní nebezpečí - Kategorie 1] (PubChem, 2017).
H410: Vysoce toxický pro vodní organismy, s dlouhodobými nepříznivými účinky [Varování Nebezpečný pro vodní prostředí, dlouhodobé nebezpečí - Kategorie 1] (PubChem, 2017).

Bezpečnostní pokyny
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 a P501 (PubChem, 2017).

Odkazy

  1. Alvarez, E.G., Sörgel, M., Gligorovski, S., Bassil, S., Bartolomei, V., Coulomb, B., ... & Wortham, H. (2014). Produkce kyseliny dusité vyvolané světlem (HONO) z heterogenních reakcí NO 2 na domácí chemikálie. Atmosférické prostředí, 95, 391-399. 
  2. Bartolomei, V., Sörgel, M., Gligorovski, S., Alvarez, E. G., Gandolfo, A., Strekowski, R., ... a Worthamová, H. (2014). Tvorba vnitřní dusité kyseliny (HONO) od světlem-indukované reakce NO2 heterogenní bílé zdi barvou. Environmentální vědy a výzkumu znečištění, 21 (15), 9259-9269. 
  3. Benjah-bmm27, (2007). Amyl-nitrite-3D-balls [image] Zdroj: en.wikipedia.org.
  4. Benjah-bmm27, (2009). Chloramphenicol-3D [image] Zdroj: en.wikipedia.org.
  5. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitrite-ester-2D [image] Zdroj: en.wikipedia.org.
  6. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitro-group-2D [image] Zdroj: en.wikipedia.org.
  7. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitrite-ester-2D [image] Zdroj: en.wikipedia.org.
  8. ChemIDplus, (2017). 3D struktura 7632-00-0 - dusitan sodný [USP] [image] Citováno z: chem.nlm.nih.gov.
  9. Evropské agentury pro chemické látky (ECHA). (2017). Shrnutí klasifikace a označení. Harmonizovaná klasifikace - příloha VI nařízení (ES) č. 1272/2008 (nařízení CLP). Dusitan sodný. Získáno dne 5. února 2017 z: echa.europa.eu
  10. Gall, E. T., Griffin, R. J., Steiner, A. L., Dibb, J., Scheuer, E., Gong, L., ... & Flynn, J. (2016). Vyhodnocení zdrojů kyseliny dusité a klesání v městském odtoku. Atmosférické prostředí, 127, 272-282.
  11. Gligorovski, S. (2016). Kyselina dusitá (HONO): vznikající vnitřní znečišťující látka. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 314, 1-5.
  12. JSmol, (2017). Nitrite [image] Citováno z: chemapps.stolaf.edu.
  13. JSmol, (2017). Kyselina dusitá [image] Citováno z: chemapps.stolaf.edu.
  14. Jü, (2013). Amylnitrit vzorce V.1. [image] Zdroj: en.wikipedia.org.
  15. Madruga, D. G., & Patier, R. F. (2006). ÚČAST NOx V ATMOSFÉRSKÉ CHEMII. Elektronický věstník životního prostředí, (2), 90. 
  16. Organizace spojených národů (2015). Globálně harmonizovaný systém klasifikace a označování chemických výrobků (SGA) Šesté revidované vydání. New York, Spojené státy americké: Publikace Organizace spojených národů. Zdroj: unece.org.
  17. Národní centrum pro biotechnologické informace. PubChem složená databáze. (2017). Dusitany. Bethesda, MD, EU: Národní knihovna medicíny. Zdroj: ncbi.nlm.nih.gov.
  18. Národní centrum pro biotechnologické informace. PubChem složená databáze. (2017). Kyselina dusitá. Bethesda, MD, EU: Národní knihovna medicíny. Zdroj: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  19. Národní centrum pro biotechnologické informace. PubChem složená databáze. (2017). Dusitan sodný. Bethesda, MD, EU: Národní knihovna medicíny. Zdroj: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  20. Národní správa oceánů a atmosféry (NOAA). CAMEO Chemikálie. (2017). Chemický datový list. Dusitany, anorganické, N.O.S. Silver Spring, MD. EU; Citováno z: cameochemicals.noaa.gov.
  21. Národní správa oceánů a atmosféry (NOAA). CAMEO Chemikálie. (2017). Datasheet Reactive Group. Dusičnanové a dusitanové sloučeniny, anorganické. Silver Spring, MD. EU; Citováno z: cameochemicals.noaa.gov.
  22. Národní správa oceánů a atmosféry (NOAA). CAMEO Chemikálie. (2017). Datasheet Reactive Group. Nitro, Nitroso, nitrátové a dusitanové sloučeniny, organické. Silver Spring, MD. EU; Citováno z: cameochemicals.noaa.gov.
  23. Oelen, W. (2005). Krystaly dusitanu sodného [image] Zdroj: en.wikipedia.org.
  24. PubChem, (2016). Nitrite [image] Citováno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  25. PubChem, (2016). Nitrous Acid [image] Citováno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  26. PubChem, (2016). Nitrit sodný [image] Zdroj: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  27. Spataro, F., & Ianniello, A. (2014). Zdroje kyseliny dusité atmosférické: stav vědy, současné potřeby výzkumu a vyhlídky do budoucna. Journal of Air & Waste Management Association, 64 (11), 1232-1250.
  28. Thiemann, M., Scheibler, E., & Wiegand, K. W. (2000). Kyselina dusičná, kyselina dusitá a oxidy dusíku. V Ullmannově encyklopedii průmyslové chemie. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.