Właściwości azotanów, struktura, nomenklatura, szkolenie

Azotany Są to wszystkie te związki, które nie zawierają anionu₃^-, Jeśli chodzi o sole nieorganiczne lub grupa nitro, -ono₂, W przypadku instrumentów pochodnych organicznych. W nieorganicznych wszystkie azotany to sole metali lub jon amonowy, w których dominują interakcje elektrostatyczne^N+NIE₃^-.

Na przykład azotan sodu₃, Jest tworzony przez jony NA⁺ i nie₃^-. Ta sól, wraz z azotanem potasu, kno₃, są najliczniejszymi okazami azotanów w naturze. Azotany znajdują się w glebie, w tkankach roślinnych, a przede wszystkim w złożach morza i soli fizjologicznej, takich jak Salitre, położone w Chile.

Anion azotanowy reprezentowany przez modelki i pręty. Źródło: Benjah-BMM27 / Public Domena.

Termin „azotany” natychmiast nawiązuje do soli, nawozów i materiałów wybuchowych. Są również związane z mięsem i procesami utwardzania w celu hamowania wzrostu bakterii, a tym samym opóźniania ich pogorszenia. Azotany są również synonimami warzyw, ponieważ zawierają duże ilości tych soli.

On nie₃^- (Obraz najwyższy) jest najbardziej utlenioną postacią azotu, który jest końcowym i asymilacyjnym produktem jego cyklu biologicznego. Azot atmosfery cierpi kilka transformacji, zarówno w drodze promieni elektrycznych, albo poprzez działania drobnoustrojów, aby stać się NH₄⁺ i nie₃^-, zarówno rozpuszczalne w wodzie, jak i wchłanialne przez rośliny.

Azotany są stosowane jako środki utleniające, nawozy, materiały wybuchowe i leki kardiologiczne. To ostatnie użycie bardzo kontrastuje z innymi, ponieważ metabolizują lub wchodzą w interakcje z ciałem w taki sposób, aby rozszerzają żyły i tętnice; I dlatego następuje wzrost i poprawa przepływu krwi, łagodząc ból serca.

[TOC]

Właściwości azotanów

Neutralność

Azotany są w zasadzie substancje neutralne, jak nie₃^- Jest to skoniugowana podstawa kwasu azotowego, HNO₃, Silny kwas. W wodzie nie jest to zależne:

NIE₃^- + H₂Lub ⇌ hno₃ + Oh^-

W rzeczywistości można powiedzieć, że ta hydroliza w ogóle nie występuje, ilości OH jest nikczemne^-. Dlatego roztwory wodne azotanu są neutralne, chyba że występują inne rozpuszczone substancje.

Wygląd zewnętrzny

Azotany nieorganiczne składają się z soli, których ogólne wzory są m (nie₃)_N, istnienie N Jest to walencja lub dodatnie obciążenie metalicznego kationu. Wszystkie te azotany mają krystaliczną jasność i mają białawe kolory. Jednak azotany metali przejściowych mogą być kolorowe.

Na przykład azotan miedzi (II) lub azotan kupowy, Cu (no₃)₂, Jest to niebieskawo krystaliczne stałe. Tymczasem azotan niklu (ii), ani (nie₃)₂, To solidny szmaragdowy kolor. Niektóre inne azotany, takie jak żelazo, prezentują słabe kolory.

Z drugiej strony, azotany organiczne są zwykle bardzo wrażliwe i wybuchowe stałe lub stałe.

Może ci służyć: żywa materia: koncepcja, cechy i przykłady

Rozkład termiczny

Azotany metalu są wrażliwe na wysokie temperatury, ponieważ zaczynają się rozkładać zgodnie z następującym równaniem chemicznym:

2m (nie₃)₂(s) → 2MO (s)+4no₂(g)+lub₂(G)

Jak zaobserwowano, azotan metalu rozkłada się w tlenku, MO oraz dwutlenek azotu i tlenu. Ten rozkład termiczny nie występuje w tej samej temperaturze dla wszystkich azotanów; Niektórzy opierają się bardziej niż inni.

Zasadniczo większy i mniejszy ładunek kationu m⁺, większa będzie temperatura, w której azotan musi zostać podgrzewany, aby się rozbić. Zamiast tego, kiedy m⁺ Jest mały lub ma duże obciążenie dodatnie, azotan rozkłada się w niższych temperaturach, a zatem bardziej niestabilny.

Na przykład azotan sodu₃, Rozkłada się w temperaturze niższej niż w azotanie baru, BA (nie₃)₂, Cóż, chociaż BA²⁺ mają większe obciążenie niż na⁺, Jego rozmiar jest znacznie większy.

Środek utleniający

On nie₃^- Jest to stosunkowo stabilny anion. Jednak jego atom azotowy jest silnie utleniony, ze stanem utleniania +5 (n⁵⁺ALBO₃^2-), Więc jest to „spragnione” elektronów. Z tego powodu azotan jest środkiem utleniającym, który będzie starał się chwytać substancje wokół niego elektrony.

Jest to brak elektronów w atomie azotu NO₃^- Co robi nano₃ I Kno₃ silne środki utleniające, stosowane jako komponenty prochu. Dodając do tej cechy fakt, że gazy są uwalniane₂ I₂ Podczas rozkładu rozumie się, dlaczego jest częścią wielu materiałów wybuchowych.

Gdy azotan zyskuje elektrony lub zmniejsza się, można go przekształcić w amoniak, NH₃, lub w tlenku azotu, nie, w zależności od odczynników i warunków.

Rozpuszczalność

Wszystkie azotany nieorganiczne lub to samo, azotany metalu i amonu, NH₄NIE₃, Są to związki rozpuszczalne w wodzie. Wynika to z faktu, że cząsteczki wody mają silne powinowactwo₃^-, I że krystaliczne sieci tych azotanów nie są bardzo stabilne.

Struktura

Anion azotanowy

Struktury rezonansu azotanu. Źródło: Benjah-BMM27 / Public Domena.

Górny obraz pokazuje struktury rezonansowe anionu azotanu. Jak widać, dwa ładunki ujemne znajdują się w dwóch atomach tlenu, które są demokalizowane między trzema atomami tlenu. Dlatego każdy lub ma obciążenie -2/3, podczas gdy azot ma obciążenie +1.

Więc nie₃^- Interakcja elektrostatycznie lub tworzą łącza koordynacyjne poprzez dowolny z trzech atomów tlenu.

Solidki

Wszystkie azotany nieorganiczne są soli fizjologicznych i jonowych. Dlatego jego struktury są krystaliczne, co oznacza, że ​​jego jony, m⁺ i nie₃^-, Są ułożone w przestrzeni dzięki interakcjom elektrostatycznym. W zależności od tych interakcji ich kryształy przedstawią różne struktury.

Może ci służyć: po co jest romb bezpieczeństwa i do czego służy?

Na przykład krystaliczna struktura Nano₃ Jest to trygonalne lub romboedica, podczas gdy kno₃ Jest ortorombowy.

Azotany organiczne

Azotany organiczne są reprezentowane z ogólną wzorem Rono₂, gdzie r jest grupą alkilową lub aromatyczną. Związki te charakteryzują się ich linkiem R-Aon₂, i zwykle składają się z pochodnych azotowych polimerów i innych substancji organicznych.

Złożony

On nie₃^- Koordynuje z centrami metalowymi, tworząc link m⁺-ALBO NIE₂^-, Bycie inną interakcją niż jonowe. Te kompleksy są zasadniczo nieorganiczną. Azotan można nawet koordynować przy użyciu dwóch jego atomów tlenu jednocześnie, m⁺-ALBO₂NIE.

Nomenklatura

Aby wyznaczyć azotan, słowa „azotan”, a następnie nazwa kationu lub grupy, która towarzyszy mu w ich odpowiednim wzorze chemicznym, muszą zostać napisane najpierw. Walencja kationu jest określona w nawiasach, gdy posiada więcej niż jeden. Podobnie sufiks można używać -Co i -Oy, jeśli tak preferowane, po tradycyjnej nomenklaturze.

Na przykład rozważ wiarę (nie₃)₃. Nazwa nazywana jest azotan żelaza (III), ponieważ jego wartościowość wynosi +3, lub może być również nazywana azotanem żelaza.

Zasady te dotyczą również azotanów organicznych, pod warunkiem, że ich struktury są proste. Na przykład Cho₃ALBO NIE₂ Nazywa się azotanem metylu, ponieważ grupa -ch₃ Staje się grupą R, która towarzyszy -ONO₂.

Szkolenie

Naturalny

Azotany powstają w naturze jako część biologicznego cyklu azotu. Z tego powodu gleby, morza i niektóre prądy wodne mają znaczne ilości azotanów. W zależności od otaczających jonów powstają różne sole azotanów, będąc nano₃ I Kno₃ Najczęstsze i obfite.

Przemysłowy

Azotany powstają w skali przemysłowej przez neutralizację kwasu azotowego, albo z wodorotlenkami metali, alkoholi, polimerów itp. Na przykład azotan wapnia, CA (nie₃)₂, Można go przygotować zgodnie z następującym równaniem chemicznym:

CA (OH)₂ + 2hno₃ → Ca (nie₃)₂ + 2h₂ALBO

Podobnie kilka substancji organicznych jest atakowanych przez HNO₃ w pewnych warunkach promocja zastąpienia niektórych ich grup przez -ono₂. Tak dzieje się z reakcją celulozy, aby przekształcić się w nitrocelulozę lub azotan celulozowy, materiał polimerowy i wybuchowy.

Fotokatalityczne

Anion nr₃^-, A zatem azotany nieorganiczne mogą być utworzone przez fotokatalityczne działanie odpadów tlenku tytanu, wujka₂, Używanie jako surowca nic więcej niż azot i tlen powietrza. To badanie zakłada, że ​​tam, gdzie są ekscesy faceta₂, Będą niechciane ilości₃^-, które wpływają na zdolność do wody i mogą obejmować glony.

Może ci służyć: aldehydo

Aplikacje

Utwardzanie mięsa

Kiełbasy to jedno z przetworzonych mięs, które zawierają więcej azotanów. Źródło: Pxhere.

Azotany są dodawane do kilku mięs, zwłaszcza kiełbas, aby wyeliminować bakterie, a tym samym opóźnić ich pogorszenie. Reagują również ze swoimi białkami, aby nadać im bardziej czerwony kolor. Problem tych mięsa polega na tym, że gotując je w wysokich temperaturach, wytwarzają nitrozoaminy: związki związane z rakiem okrężnicy.

Ta reakcja jest częściowo unikana, jeśli występują witaminy, podobnie jak w przypadku warzyw, które, chociaż są bogate w azotany, nie są związane z patologiami rakotwórczymi.

Rolnictwo

Azotany są rozpuszczalnym źródłem azotu. Dlatego służy jako nawóz, aby przyczynić się do azotu do roślin, a tym samym sprzyja ich wzrostowi.

Medycyna

Azotany mają specjalną funkcję w organizmie. Podczas asymilacji przez działanie enzymatyczne jest ono redukowane do tlenku azotu, nie. Ta cząsteczka zajmuje objętość i rozszerza żyły i tętnice, pozwalając na większy przepływ krwi. Dlatego azotany są stosowane jako leki do zwalczania patologii układu krążenia.

Ironiczne i, co ciekawe, w tym celu zastosowano azotany organiczne, takie jak glicerylo, nitrogliceryna, izosorbid mononitran i tetranitran pentaeritrytolowy.

Materiały wybuchowe

Azotany są używane w preparatach wybuchowych, a prochowa jest najbardziej symbolicznym przykładem. Będąc utlenieniem środków, faworyzują spalanie materii, oprócz przyczyniania się do nagłego rozszerzenia objętości z powodu uwalniania gazów po rozkładu.

Przykłady azotanów

W poprzednich sekcjach wspomniano więcej niż jeden przykład azotanów. Wreszcie, niektóre inne zostaną wymienione wraz z odpowiednimi formułami i nazwami:

-Bielizna₃: Azotan litu

-RBNO₃: Azotan Rubidio

-Mg (nie₃)₂: Azotan magnezu

-SC (nie₃)₂: Azotan Scandio

-CR (nie₃)₃: Azotan chromowy (iii)

-Zn (nie₃)₂: azotan cynku

-PB (nie₃)₂: azotan ołowiowy (ii)

-Agno₃: azotan srebra

-Ch₃Ch₂ALBO NIE₂: Azotan etylu

-Ch₃(Ch₂)₄ALBO NIE₂: Azotan amilo

Bibliografia

1. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). MC Graw Hill.
2. Carey f. (2008). Chemia organiczna. (Szósta edycja). MC Graw Hill.
3. Clark J. (5 czerwca 2019). Stabilność termiczna azotanów i węglanów. Chemia librettexts. Odzyskane z: chem.Librettexts.org
4. Wikipedia. (2020). Azotan. Źródło: w:.Wikipedia.org
5. Angela Dowden. (12 marca 2019 r.). Prawda o azotanach w twojej żywności. Źródło: BBC.com
6. Elsevier b.V. (2020). Azotan. Scientedirect. Pobrano z: Scientedirect.com
7. Dr. Biji s. I prof. Govindan v. (26 kwietnia 2017 r.). Rola azotanów organicznych w optymalnym leczeniu dławicy piersiowej. Europejskie Towarzystwo Kardiologii. Odzyskane z: Escardio.org
8. Yuan, s., Chen, J., Lin, z. i in. (2013). Tworzenie azotanów z azotu atmosferycznego i tlenu fotokatalizowane przez nanoprzewodowe dwutlenek tytanu. Nat Commun 4, 2249. doi.Org/10.1038/NCOMMS3249