Nitrosohappoformulaatio, yhdisteet ja riskit



typpihappo se on kohtalaisen vahva ja heikko happo, stabiili vain kylmällä laimealla vesiliuoksella. Se tunnetaan vain liuoksessa ja nitriittisuolojen muodossa (kuten natriumnitriitti ja kaliumnitriitti)..

Typpihappo osallistuu alemman ilmakehän otsonitasapainoon (troposfääri). Nitriitti on tärkeä voimakkaan typpioksidin vasodilataattorin lähde. Nitroryhmä (-N02) on läsnä typpihappoestereissä ja nitroyhdisteissä.

Nitriittejä käytetään laajalti elintarviketeollisuudessa lihan parantamiseksi. Kansainvälinen syöväntutkimuslaitos (IARC), joka on Yhdistyneiden Kansakuntien Maailman terveysjärjestön (WHO) erikoistunut syöpäjärjestö, luokitti kuitenkin nitriitin todennäköisesti ihmisille syöpää aiheuttavaksi, kun sitä nautitaan sellaisissa olosuhteissa, että ne aiheuttavat endogeenistä nitrosaatiota.

kaavat

Typpihappo: HNO2

Nitriitti: NO2-

Natriumnitriitti: NaNO2

  • CAS: 7782-77-6 typpihappo
  • CAS: 14797-65-0 Nitriitti
  • CAS: 14797-65-0 natriumnitriitti (typpihappo, natriumsuola)

2D-rakenne

3D-rakenne

Typpihapon ominaisuudet

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Oletetaan, että typpihappo on dynaamisessa tasapainossa sen anhydridin kanssa vesiliuoksissa:

2HN022N2O3 + H2O

Hydrolyysin vuoksi sen suolat (nitriitit) ovat epävakaita vesiliuoksessa. Typpihappoa tuotetaan välituotteena, kun NOx-kaasuja liuotetaan veteen (mono- typpioksidit, kuten typpioksidi ja typpidioksidi, NO ja NO2).

Kuumennettuna hiekan, lasisilppujen tai muiden terävien esineiden läsnä ollessa tai jopa matalassa lämpötilassa typpihapon disproporansseja kuten:

3HN022HNO3 + 2NO + H20

Edellä mainitun reaktion ansiosta typpihappo voi toimia pelkistävänä aineena ja hapettimena. Tämä epäsuhtausreaktio vaikuttaa typpihappoliuosten ominaisuuksiin ja on tärkeä typpihapon valmistuksessa.

Typpihapon erityisen tärkeä ominaisuus on sen kyky diatsotisoida orgaanisia amiineja. Primaaristen amiinien kanssa happo muodostaa diatsoniumsuoloja

RN-H2 + HN02 + HCl → [RN-NNN] Cl + 2H20

Natriumnitriitti (tai typpihapon natriumsuola) on valkoinen tai hieman kellertävä kiteinen jauhe, joka liukenee hyvin veteen ja hygroskooppinen (imee kosteutta ympäröivästä väliaineesta).

Kaliumnitriitti on epäorgaaninen yhdiste, jonka kemiallinen kaava on KNO2. Se on K + kaliumionien ja nitriitin NO2-ionien ioninen suola-.

Kuten muutkin nitriittisuolat, kuten natriumnitriitti, se on myrkyllistä nieltynä ja voi olla mutageeninen tai teratogeeninen.

Typpihappo on kahdessa isomeerimuodossa:

Nämä rakenteet johtavat kahteen teollisen merkityksen orgaanisten johdannaisten sarjaan:

(I) Nitriittiesterit:

(II) Nitroderivaatteet:

Nitriittiesterit sisältävät nitrosoksifunktionaalisen ryhmän, jolla on yleinen kaava RONO, jossa R on aryyli- tai alkyyliryhmä.

Nitrojohdannaiset (nitratut yhdisteet) ovat orgaanisia yhdisteitä, jotka sisältävät yhden tai useamman nitro-funktionaalisen ryhmän (-NO2).

Nitroryhmän yhdisteitä tuotetaan lähes poikkeuksetta typpihaposta alkavilla nitraatioreaktioilla. Ne ovat harvoin luonnossa. Ainakin jotkut luonnolliset nitro- ryhmät ovat peräisin aminoryhmien hapetuksesta.

Epäorgaaniset nitriittiyhdisteet (natriumnitriitti, kaliumnitriitti jne.)

syttyvyyttä

Nämä yhdisteet ovat räjähtäviä. Jotkin näistä aineista voivat hajota räjähdysmäisesti, kun niitä kuumennetaan tai tulipalossa. Se voi räjähtää lämmön tai saastumisen vuoksi. Säiliöt voivat räjähtää kuumennettaessa. Valuminen voi aiheuttaa palo- tai räjähdysvaaran.

reaktiivisuus

Tämän ryhmän yhdisteet voivat toimia erittäin voimakkaina hapettavina aineina ja seokset pelkistimien tai pelkistettyjen materiaalien, kuten orgaanisten aineiden, kanssa voivat olla räjähtäviä.

Reagoi happojen kanssa muodostaen myrkyllistä typpidioksidia. Voimakas räjähdys tapahtuu, jos ammoniumsuola sulatetaan nitriittisuolaan.

Terveyden vaara

Hengitys, nieleminen tai kosketus (iho, silmät) höyryillä tai aineilla voi aiheuttaa vakavia vammoja, palovammoja tai kuoleman. Tulipalo voi aiheuttaa ärsyttäviä, syövyttäviä ja / tai myrkyllisiä kaasuja. Tulipalon tai laimennusveden valuminen voi aiheuttaa kontaminaatiota.

Orgaaniset nitriittiyhdisteet (nitriittiesterit, nitrojohdannaiset)

syttyvyyttä

Suurin osa tämän ryhmän materiaaleista on teknisesti vähäistä. Ne ovat kuitenkin usein kemiallisesti epästabiilia ja ne altistuvat hyvin vaihtelevassa määrin räjähtävälle hajoamiselle.

reaktiivisuus

Aromaattiset nitroyhdisteet voivat räjähtää emäksen, kuten natriumhydroksidin tai kaliumhydroksidin, läsnä ollessa, jopa veden tai orgaanisten liuottimien läsnä ollessa. Nitroaromaattisten yhdisteiden räjähdyssuhteita lisäävät useita nitro-ryhmiä.

myrkyllisyys

Monet tämän ryhmän yhdisteet ovat erittäin myrkyllisiä.

sovellukset

Nitriittiestereistä amylinitriittiä ja muita alkyylinitriittejä käytetään lääketieteessä sydänsairauksien hoitoon ja orgasmin pidentämiseen, erityisesti miehillä. Toisinaan niitä käytetään virkistyskäytössä euforisesti.

Nitroryhmä on yksi yleisimmistä räjähdyksistä (funktionaalinen ryhmä, joka muodostaa räjähtävän yhdisteen) maailmanlaajuisesti. Monia käytetään orgaanisessa synteesissä, mutta tämän ryhmän yhdisteiden suurin käyttö on sotilaallisissa ja kaupallisissa räjähteissä..

Kloramfenikoli (bakteeri-infektioiden hoitoon käyttökelpoinen antibiootti) on harvinainen esimerkki luonnollisesta nitroyhdisteestä.

Diatsoniumisuoloja käytetään laajalti kirkkaanväristen yhdisteiden, joita kutsutaan atsoväreiksi, valmistuksessa.

Natriumnitriitin pääasiallinen käyttö on orgaanisten typpiyhdisteiden teolliseen tuotantoon. Se on useiden lääkkeiden, väriaineiden ja torjunta-aineiden esiaste. Sen tunnetuin käyttö on kuitenkin elintarvikelisäaine, joka estää botulismia. Sen numero on E250.

Kaliumnitriittiä käytetään elintarvikelisäaineena samalla tavalla kuin natriumnitriittiä. Sen numero on E249.

Tietyissä olosuhteissa (erityisesti kypsennyksen aikana) lihan nitriitit voivat reagoida aminohappojen hajoamistuotteiden kanssa, jolloin muodostuu nitrosamiineja, jotka ovat tunnettuja karsinogeeneja.

Nitriittien rooli botulismin ehkäisyssä on kuitenkin estänyt niiden käytön kiillotetussa lihassa. Niitä pidetään korvaamattomina botuliinimyrkytyksen ehkäisemisessä kuivattujen kuivattujen makkaroiden kulutuksen vuoksi.

Natriumnitriitti on yksi tärkeimmistä lääkkeistä, jotka tarvitsevat perusterveydenhuoltojärjestelmän (se on Maailman terveysjärjestön tärkeimpien lääkkeiden luettelossa)..

Typpihappo- ja ilmansaasteet

Typen oksideja (NOx) löytyy ulko- ja sisätiloissa.

Typen oksidien ilmakehän pitoisuus on kasvanut merkittävästi viimeisten 100 vuoden aikana.

Sen tutkimus on tarpeen ilmanlaadun suunnittelussa ja sen vaikutusten arvioimisessa ihmisten terveydelle ja ympäristölle.

Ilmansaasteiden päästölähteet voidaan luokitella alkuperänsä mukaan seuraavasti:

• Ulkona
a. Antropogeeniset lähteet
a.1. Teollisuuden prosessit
a.2. Ihmisen toiminta
b. Luonnonlähteet
b.1. Biomassan polttaminen (fossiiliset polttoaineet).
b.2. valtameret
B.3. maaperä
B.4. Auringonvalon prosessit

• Sisätilat
a. Lähteet, jotka ovat imeytyneet ulkopuolisista ympäristöistä ilmavirtojen avulla.
b. Sisäympäristössä polttoprosesseista peräisin olevat lähteet (tärkeimmät).

NO-tasoja2 sisätiloissa ne ovat korkeampia kuin NO-arvot2 ulkona. Sisä- / ulko-suhde (I / E) on suurempi kuin 1.

Näiden sisäympäristöpäästöjen lähteiden tuntemus ja hallinta on olennaisen tärkeää henkilökohtaista oleskelua varten näissä ympäristöissä (kodeissa, toimistoissa, kuljetusvälineissä)..

1970-luvun lopulta lähtien typpihappo (HONO) on tunnistettu keskeiseksi ilmakehäkomponentiksi, koska sen rooli on suora hydroksyyliradikaalien (OH) lähde..

Troposfäärissä on useita tunnettuja OH-lähteitä, mutta HONO: n OH-tuotanto on mielenkiintoista, koska HONO: n lähteet, kohtalo ja vuorokausi ovat alkaneet selvittää vasta äskettäin..

Typpihappo osallistuu troposfäärin otsonitasapainoon. Typpioksidin (NO) ja veden heterogeeninen reaktio tuottaa typpihappoa. Kun tämä reaktio tapahtuu ilmakehän aerosolien pinnalla, tuote koostuu helposti hydroksyyliradikaaleista

OH-radikaalit osallistuvat otsonin (O3) ja peroksiasetyylinitraatin (PAN) muodostumiseen, jotka aiheuttavat ns. "Fotokemiallista hajua" saastuneilla alueilla ja edistävät haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) hapettumista, jotka toissijaisesti muodostavat hiukkasia ja hapettuneet kaasut.

Typpihappo absorboi voimakkaasti auringonvaloa alle 390 nm: n aallonpituuksilla, mikä johtaa sen fotolyyttiseen hajoamiseen OH: ssa ja typpioksidissa (NO)..

HONO + hv → OH + NO

Yöllä tämän mekanismin puuttuminen johtaa HONOn kertymiseen. HONOn fotonyysin jatkaminen aamun jälkeen voi johtaa huomattavaan OH-muodostumiseen aamulla.

Länsimaisissa yhteiskunnissa ihmiset viettävät lähes 90% ajastaan ​​sisätiloissa, pääasiassa omassa kodissaan.

Energiansäästöjen maailmanlaajuinen kysyntä on johtanut energiansäästöihin lämmityksessä ja jäähdytyksessä (sisätilojen hyvä eristys, alhainen ilman tunkeutuminen, energiatehokkaat ikkunat), mikä lisäsi ilman epäpuhtauksien tasoa tällaisissa ympäristöissä.

Pienempien volyymien ja pienentyneiden ilmakurssien vuoksi ilman epäpuhtauksien oleskeluaika on paljon pidempi sisätiloissa kuin ulkoilmakehässä.

Kaikista sisätiloissa esiintyvistä yhdisteistä HONO edustaa kaasufaasissa merkittävää epäpuhtautta, joka voi esiintyä melko suurissa pitoisuuksissa ja jotka vaikuttavat ilman laatuun ja terveyteen..

HONUS voi aiheuttaa hengitysteiden ärsytystä ja hengityselinten ongelmia.

HONO, kun se joutuu kosketuksiin tiettyjen yhdisteiden kanssa, jotka ovat sisäympäristöjen pinnoilla (kuten esimerkiksi tupakansavun nikotiinilla), voivat muodostaa syöpää aiheuttavia nitrosamiineja.

HONO sisäympäristön voidaan tuottaa suoraan polttoprosessin aikana, eli kynttilöiden polttaminen, kaasu-uunit ja lämmittimet, tai voidaan muodostaa heterogeeninen hydrolyysi NO2 eri sisäpinnat.

2NO2 + H2O → HONO + HNO3

Auringonvalon UV-fraktio voi lisätä NO: n heterogeenistä konversiota2 HONO: lle.

Alvarez et ai. (2014) ja Bartolomei et ai. (2014) ovat osoittaneet, että HONO tuotetaan heterogeenisissä reaktioissa, jotka johtuvat valosta, NO: sta2 sisätiloissa, kuten lasissa, puhdistusaineissa, maalissa ja lakassa, on yhteisiä pintoja.

Samoin sisäpinnoilla havaitut HONO-muodostumisen valon aiheuttamat nopeudet voivat auttaa selittämään sisätiloissa havaitun OH: n korkeat tasot päivän aikana.

HONO voidaan toimittaa suoraan ensisijaisena epäpuhtauden ja saavuttaa korkea ilmassa sisällä polttamalla prosesseja, esimerkiksi huonosti tuuletetussa keittiöt "energian tehokas" koteja kaasuliesistä.

Lisäksi HONO voidaan muodostaa NO: n heterogeenisillä reaktioilla2 useilla sisäpinnoilla sorboiduilla kerroksilla.

Vaikka HONOn kaksi lähteestä (NO: n suorat emissiot ja heterogeeniset reaktiot)2 kaasufaasissa adsorboitunut kerrokset vettä ilman auringonvaloa) ovat merkittäviä lähteitä sisä HONO, mallit, että vain nämä kaksi lähteet järjestelmällisesti aliarvioida tasot HONO havaittu päivittäinen sisätiloissa.

Alvarez et ai. (2014) suoritti tutkimuksen valon aiheuttamista heterogeenisistä reaktioista, NO2 kaasufaasissa useiden yleisesti käytettyjen kotitalouksien kemikaalien kanssa, mukaan lukien lattianpuhdistusaine (emäksinen pesuaine), kylpyhuoneen puhdistusaine (hapanpesuaine), valkoinen seinämaali ja lakka.

Tässä tutkimuksessa käytettävät valo-aallonpituudet ovat ominaista niille aurinkospektrille, jotka voivat helposti tunkeutua sisätiloihin (λ> 340 nm).

Nämä kirjoittajat totesivat, että näillä kotitalouksien kemikaaleilla on tärkeä merkitys sisäympäristöjen kemian ja ilman laadun kannalta.

Tutkimuksensa mukaan jopa pienen HONO-fraktion hajoaminen hydroksyyliradikaalien tuottamiseksi vaikuttaisi suuresti sisäilman kemiaan..

Samoin Bartolomei et ai (2014) tutkivat heterogeenisia NO-reaktioita2 valittujen sisäpintapintojen kanssa valon läsnä ollessa ja osoitti, että HONO: n muodostuminen lisääntyy valolla ja suhteellisella kosteudella mainituissa sisätiloissa.

Turvallisuus ja riskit

Kemikaalien luokitusta ja merkintöjä koskevan maailmanlaajuisesti yhdenmukaistetun järjestelmän vaaratekijät (SGA)

Maailmanlaajuisesti yhdenmukaistettu kemikaalien luokitus- ja merkintäjärjestelmä (SGA) on kansainvälisesti hyväksytty järjestelmä, jonka Yhdistyneet Kansakunnat on luonut ja joka on suunniteltu korvaamaan eri maissa käytetyt erilaiset luokitus- ja merkintävaatimukset käyttämällä yhdenmukaisia ​​kriteerejä maailmanlaajuisesti.

Vaara (ja sen vastaavan luvun SGA) luokat, luokitusstandardit ja merkinnät ja suositukset natriumnitriittiä ovat seuraavat (Euroopan kemikaalivirasto, 2017, YK, 2015; pubchem, 2017):

GHS-vaaralausekkeet

H272: Voi lisätä tulta; Oksidantti [Varoitus Hapettavat nesteet; Hapettavat kiinteät aineet - luokka 3] (PubChem, 2017).
H301: Myrkyllistä nieltynä [Vaara Akuutti myrkyllisyys, suun kautta - Kategoria 3] (PubChem, 2017).
H319: Ärsyttää voimakkaasti silmiä [Varoitus Vakava silmävaurio / silmä-ärsytys - luokka 2A] (PubChem, 2017).
H341: Epäillään aiheuttavan geneettisiä vikoja [Varoitus Germ Cellen mutageenisuus - Kategoria 2] (PubChem, 2017).
H361: Epäillään vahingoittavan hedelmällisyyttä tai sikiötä [Varoitus Lisääntymiselle vaarallinen - Luokka 2] (PubChem, 2017).
H370: Vaurioittaa elimiä [Vaara Erityinen elinkohtainen myrkyllisyys, kerta-altistuminen - Kategoria 1] (PubChem, 2017).
H373: Vahingoittaa elimiä pitkäaikaisessa tai toistuvassa altistumisessa [Varoitus: Elinkohtainen myrkyllisyys, toistuva altistuminen - Kategoria 2] (PubChem, 2017).
H400: Erittäin myrkyllistä vesieliöille [Varoitus Vaarallinen vesiympäristölle, akuutti vaara - Luokka 1] (PubChem, 2017).
H410: Erittäin myrkyllistä vesieliöille, joilla on pitkäaikaisia ​​haittavaikutuksia [Varoitus Vaarallinen vesiympäristölle, pitkäaikainen vaara - Kategoria 1] (PubChem, 2017).

Turvallisuusohjeiden koodit
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 ja P501 (pubchem, 2017).

viittaukset

  1. Alvarez, E.G., Sörgel, M., Gligorovski, S., Bassil, S., Bartolomei, V., Coulomb, B., ... & Wortham, H. (2014). Valon aiheuttama typpihapon (HONO) tuotanto NO2-heterogeenisistä reaktioista kotitalouksien kemikaaleilla. Atmospheric Environment, 95, 391-399. 
  2. Bartolomei, V., Sörgel, M., Gligorovski, S., Alvarez, E. G., Gandolfo, A., Strekowski, R., ... & Wortham, H. (2014). Sisäisen typpihapon (HONO) muodostuminen valon indusoimilla NO2-heterogeenisillä reaktioilla valkoisen seinämän maalauksella. Environmental Science and Pollution Research, 21 (15), 9259-9269. 
  3. Benjah-bmm27, (2007). Amylinitriitti-3D-pallot [kuva] Haettu osoitteesta en.wikipedia.org.
  4. Benjah-bmm27, (2009). Chloramphenicol-3D [kuva] Haettu osoitteesta en.wikipedia.org.
  5. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitriittiesteri-2D [kuva] Haettu osoitteesta en.wikipedia.org.
  6. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitro-ryhmä-2D [kuva] Haettu osoitteesta en.wikipedia.org.
  7. Benjah-bmm27, Pngbot, (2007). Nitriittiesteri-2D [kuva] Haettu osoitteesta en.wikipedia.org.
  8. ChemIDplus, (2017). 3D-rakenne 7632-00-0 - natriumnitriitti [USP] [kuva] Haettu osoitteesta chem.nlm.nih.gov.
  9. Euroopan kemikaalivirasto (ECHA). (2017). Yhteenveto luokituksesta ja merkinnöistä. Yhdenmukaistettu luokitus - asetuksen (EY) N: o 1272/2008 (CLP-asetus) liite VI. Natriumnitriitti. Haettu 5. helmikuuta 2017 osoitteesta: echa.europa.eu
  10. Gall, E.T., Griffin, R.J., Steiner, A.L., Dibb, J., Scheuer, E., Gong, L., ... & Flynn, J. (2016). Typpihapon lähteiden ja nielujen arviointi kaupunkien ulosvirtauksessa. Atmospheric Environment, 127, 272-282.
  11. Gligorovski, S. (2016). Typpihappo (HONO): Kehittyvä sisäilman epäpuhtaus. Journal of Photochemistry ja Photobiology A: Chemistry, 314, 1-5.
  12. JSmol, (2017). Nitriitti [kuva] Haettu osoitteesta chemapps.stolaf.edu.
  13. JSmol, (2017). Typpihappo [kuva] Haettu osoitteesta: chemapps.stolaf.edu.
  14. Jü, (2013). Amyylinitriitti Kaava V.1. [kuva] Haettu osoitteesta en.wikipedia.org.
  15. Madruga, D. G., & Patier, R. F. (2006). NOx: N KIINNITTÄMINEN ATMOSPHERIIKKAAN. Sähköinen ympäristölehti, (2), 90. 
  16. Yhdistyneet Kansakunnat (2015). Maailmanlaajuisesti yhdenmukaistettu järjestelmä kemiallisten tuotteiden luokitusta ja merkintöjä varten (SGA) Kuudes tarkistettu versio. New York, Yhdysvallat: Yhdistyneiden Kansakuntien julkaisu. Haettu osoitteesta unece.org.
  17. Kansallinen bioteknologian tiedotuskeskus. PubChem Compound -tietokanta. (2017). Nitriitti. Bethesda, MD, EU: Lääketieteellinen kirjasto. Haettu osoitteesta: ncbi.nlm.nih.gov.
  18. Kansallinen bioteknologian tiedotuskeskus. PubChem Compound -tietokanta. (2017). Typpihappo. Bethesda, MD, EU: Lääketieteellinen kirjasto. Haettu osoitteesta pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  19. Kansallinen bioteknologian tiedotuskeskus. PubChem Compound -tietokanta. (2017). Natriumnitriitti. Bethesda, MD, EU: Lääketieteellinen kirjasto. Haettu osoitteesta pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  20. National Oceanic ja Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Kemikaalit. (2017). Kemiallinen tietolomake. Nitritit, epäorgaaniset, N.O.S. Silver Spring, MD. EU: ssa; Haettu osoitteesta cameochemicals.noaa.gov.
  21. National Oceanic ja Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Kemikaalit. (2017). Reactive Group -datalehdet. Nitraatti- ja nitriittiyhdisteet, epäorgaaniset. Silver Spring, MD. EU: ssa; Haettu osoitteesta cameochemicals.noaa.gov.
  22. National Oceanic ja Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Kemikaalit. (2017). Reactive Group -datalehdet. Nitro, nitroso, nitraatti ja nitriittiyhdisteet, orgaaniset. Silver Spring, MD. EU: ssa; Haettu osoitteesta cameochemicals.noaa.gov.
  23. Oelen, W. (2005). Natriumnitriitin kiteet [kuva] Haettu osoitteesta en.wikipedia.org.
  24. PubChem, (2016). Nitriitti [kuva] Haettu osoitteesta pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  25. PubChem, (2016). Typpihappo [kuva] Haettu osoitteesta pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  26. PubChem, (2016). Natriumnitriitti [kuva] Haettu osoitteesta pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  27. Spataro, F., & Ianniello, A. (2014). Ilmakehän typpihapon lähteet: Tieteen tila, nykyiset tutkimustarpeet ja tulevaisuuden näkymät. Air & Waste Management Associationin lehti, 64 (11), 1232-1250.
  28. Thiemann, M., Scheibler, E., & Wiegand, K. W. (2000). Typpihappo, typpihappo ja typen oksidit. Ullmannin teollisuuskemian tietokirjassa. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.