窒素と酸素は結合して硝酸塩を形成します。これは式 NO3 (1 分子の窒素と 3 分子の酸素) を持つ無機化学物質です。硝酸ナトリウムと硝酸カリウムは、これらの分子をナトリウムやカリウムなどの追加元素と結合させることで作ることができます。亜硝酸塩に変換されない限り、硝酸塩は通常、人間の健康に有害ではありません.
説明
化学名 - 硝酸塩
規制名 - 硝酸塩
分子式-NO3–
分子量 - 62 g/mol
硝酸塩の定義
国際純正応用化学連合 (IUPAC) によると、窒素と酸素を含む多原子イオンは硝酸塩と呼ばれます。プロトンがない場合、硝酸アニオンが生成されます。硝酸塩の化学式は NO3– であり、自然界に存在する可能性があります。
硝酸イオンが結合して硝酸塩を形成します。硝酸イオンの共役塩基は、亜硝酸塩とも呼ばれる硝酸です。核酸 (硝酸塩) は、中心の窒素原子の両側に 3 つの同一の酸素を持っています。この要素は、その構造に三角形の平面配置があります。窒素原子は +1 に帯電し、3 つの酸素はそれぞれその半分に帯電します。したがって、硝酸イオンの正味の電荷は 1 です。
これらに硝酸イオンの形式電荷が結合すると硝酸アニオンが形成される。等電子炭酸イオンと同様に、硝酸イオンは共鳴を示します。
硝酸塩の化学的性質
分子量 (モル質量) :62.005 g/mol
水素結合ドナー数 :0
水素結合受容体の数 :3
回転結合数 :0
トポロジカル極表面積 :62.9 A2
共有結合の数 :1
重原子数 :4
同位体原子数 :0
共鳴構造:
O––N–O– O– – N =:O::O:=N – O–
|| | | |
:O:O– O–
硝酸塩の使用
硝酸塩は、溶解性と生分解性が高いため、主に農業生産における肥料として使用するために生成されます。アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩は、最も頻繁に使用される硝酸塩肥料です。この需要を満たすために、毎年何百万キログラムもの砂糖が生産されています。
硝酸塩のもう 1 つの重要な用途は、酸化剤としての使用です。特に爆発物では、炭素化合物が急速に酸化されて膨大な量のガス (火薬など) が放出されます。
硝酸ナトリウムは、溶融ガラスや特定のセラミックから気泡を除去するために使用され、他の用途もあります.さまざまな金属の硬化は、溶融塩混合物を使用することによって達成されます。元の安全フィルムは可燃性が高かったため、スタジオは 1950 年にアセテート安全フィルムに切り替えました。
出現と生産
硝酸ナトリウムの重要な供給源は、世界の乾燥した地域に見られる天然の塩であるニトラチンにあります。硝酸塩、特にニトラチンは、乾燥した環境で大量に検出されます。自然界では、硝化細菌はアンモニアまたは尿素を窒素と酸素の供給源として使用してこの作業を行い、その過程で硝酸塩を生成します.過去には、火薬用の硝酸塩化合物は、簡単に入手できるミネラル硝酸塩源が不足していたため、尿と糞を含む発酵手順によって作られていました.地球の窒素と酸素が豊富な大気では、雷雨によって窒素酸化物の混合物が生成され、それらが結合して亜硝酸イオンと硝酸イオンが生成されます。これらは、雨によって大気から洗い流されるか、酸性化合物やその他の汚染物質の堆積物として堆積します。
工業的な状況では、硝酸は硝酸塩を作るために使用されます.
硝酸塩の健康への影響:
硝酸塩は、農村地域で最も一般的な地下水汚染物質の 1 つです。主に、「青い赤ちゃん」の病気として知られる高レベルのメトヘモグロビンは、過度の量にさらされると生じる可能性があるため、飲料水で制御する必要があります.
年長の子供や大人に関して言えば、硝酸塩のレベルが上昇しても健康に害はありません。それにもかかわらず、これらはバクテリアや殺虫剤などの他のより危険な家庭または農業汚染物質の存在を示唆しています.
亜硝酸塩から硝酸塩への変換
硝化は、亜硝酸塩を硝酸塩に変換するプロセスです。それは有酸素プロセスです。アンモニアは物理的に酸化されて亜硝酸塩になり、次に酸化によって硝酸塩に酸化されます。窒素循環には「硝化」が欠かせません。硝化は、古細菌と独立栄養細菌によって行われます。アンモニアが酸化された後、バクテリアは魔法のように亜硝酸塩を硝酸塩に変換します。プロテオバクテリア、ニトロスピラ、クロロフレキシがその例です。これらのバクテリアは、地熱泉、土壌、海洋生態系、淡水に見られます。
亜硝酸塩から硝酸塩への変換の化学プロセス:
アンモニアはまず亜硝酸塩 (NO2–) に変換され、続いて硝化の過程で硝酸塩に変換されます。亜硝酸化として知られるこの反応は、土壌によく見られる細菌であるニトロソモナスによって行われます。ニトロソモナスは、亜硝酸化 (二酸化窒素) の過程でアンモニア (NH3) を二酸化窒素 (NO2) に変換します。
NH3 + 1.5 O2 → NO2– + H+ + H20
硝化は、硝化手順の 2 番目のステップです。このプロセスは、亜硝酸酸化還元酵素 (NOR) として知られる酵素によって完了します。
NO2– + ½ O2 → NO3
窒素の有機形態であるアンモニアは、窒素の無機形態である硝酸塩に変換され、これらの両方のステップが完了すると、植物はそれを利用することができます.
2NO3 + 3O2 → 2NO2 + 2H+ + 2H2O
結論
硝酸塩は地下水や地表水によく見られますが、大量に存在すると人間の健康に害を及ぼす可能性があります。不適切な井戸の建設、肥料の使用、井戸の不適切な場所、不適切な動物や人間の排泄物の処理は、硝酸塩汚染を引き起こす可能性があります。溶液中の硝酸塩の濃度は、水が蒸発するにつれて増加するため、溶液を加熱または沸騰させて硝酸塩を除去することがより困難になります.硝酸塩は、塩素処理または機械的ろ過によって水から除去することはできません。逆浸透、陰イオン交換、および蒸留により、水に含まれる硝酸塩をうまく除去できます。
