Nitrosoesäure-Formulierung, Verbindungen und Risiken

Die salpetrige Säure es ist eine mäßig starke bis schwache Säure, die nur in kalter verdünnter wässriger Lösung stabil ist. Es ist nur in Lösung und in Form von Nitritsalzen (wie Natriumnitrit und Kaliumnitrit) bekannt.

Salpetrige Säure nimmt am Ozongleichgewicht der unteren Atmosphäre (der Troposphäre) teil. Nitrit ist eine wichtige Quelle für den potenten Stickoxid-Vasodilatator. Die Nitrogruppe (-NO 2) ist in den salpetrigen Säureestern und in den Nitroverbindungen vorhanden.

Nitrite werden häufig in der Lebensmittelindustrie eingesetzt, um Fleisch zu heilen. Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC), eine spezialisierte Krebsorganisation der Weltgesundheitsorganisation (WHO) der Vereinten Nationen, stufte Nitrit jedoch als wahrscheinlich krebserzeugend für Menschen ein, wenn es unter solchen Bedingungen eingenommen wird sie führen zu endogener Nitrosierung.

Formeln

Salpetrige Säure: HNO₂

Nitrit: NEIN₂⁻

Natriumnitrit: NaNO₂

• CAS: 7782-77-6 Salpetrige Säure
• CAS: 14797-65-0 Nitrit
• CAS: 14797-65-0 Natriumnitrit (salpetrige Säure, Natriumsalz)

2D-Struktur

3D-Struktur

Eigenschaften von salpetriger Säure

Physikalische und chemische Eigenschaften

Es wird angenommen, dass salpetrige Säure mit ihrem Anhydrid in wässrigen Lösungen in dynamischem Gleichgewicht steht:

2HNO2 · N2O3 + H2O

Wegen der Hydrolyse sind seine Salze (Nitrite) in wässriger Lösung instabil. Salpetrige Säure entsteht als Zwischenprodukt, wenn NOx-Gase (Mono-Stickoxide wie Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid, NO bzw. NO2) in Wasser gelöst werden.

Beim Erhitzen in Gegenwart von Sand, Glassplittern oder anderen scharfen Gegenständen, oder sogar bei niedrigen Temperaturen, werden die Disproportionierungen der salpetrigen Säure wie folgt:

3 HNO & sub2; HNO & sub3; + 2NO + H & sub2; O

Aufgrund der obigen Reaktion kann salpetrige Säure als Reduktionsmittel und als Oxidationsmittel wirken. Diese Disproportionierungsreaktion beeinflusst die Eigenschaften von salpetrigen Säurelösungen und ist bei der Herstellung von Salpetersäure wichtig.

Eine besonders wichtige Eigenschaft der salpetrigen Säure ist ihre Fähigkeit, organische Amine zu diazotieren. Bei primären Aminen bildet die Säure Diazoniumsalze

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

Natriumnitrit (oder salpetriges Natriumsalz) ist ein weißes bis leicht gelbliches kristallines Pulver, das in Wasser gut löslich und hygroskopisch ist (absorbiert Feuchtigkeit aus dem umgebenden Medium).

Kaliumnitrit ist die anorganische Verbindung mit der chemischen Formel KNO₂. Es ist ein ionisches Salz von Kaliumionen K + und Ionen von Nitrit NO2-.

Wie andere Nitritsalze, wie Natriumnitrit, ist es giftig beim Verschlucken und kann mutagen oder teratogen sein.

Salpetrige Säure existiert in zwei isomeren Formen:

Diese Strukturen führen zu zwei Serien von organischen Derivaten von industrieller Bedeutung:

(I) Nitritester:

(II) Nitroderivate:

Die Nitritester enthalten die funktionelle Nitrosoxygruppe mit der allgemeinen Formel RONO, worin R eine Aryl- oder Alkylgruppe ist.

Nitroderivate (nitrierte Verbindungen) sind organische Verbindungen, die eine oder mehrere nitrofunktionelle Gruppen (-NO 2) enthalten.

Die Nitrogruppenverbindungen werden fast immer durch Nitrierungsreaktionen erzeugt, die mit Salpetersäure beginnen. Sie sind selten in der Natur zu finden. Zumindest einige natürliche Nitrogruppen stammen aus der Oxidation von Aminogruppen.

Anorganische Nitritverbindungen (Natriumnitrit, Kaliumnitrit usw.)

Entflammbarkeit

Diese Verbindungen sind explosiv. Einige dieser Stoffe können sich explosionsartig zersetzen, wenn sie erhitzt werden oder an einem Brand beteiligt sind. Es kann aufgrund von Hitze oder Kontamination explodieren. Behälter können explodieren, wenn sie erhitzt werden. Abfluss kann eine Brand- oder Explosionsgefahr verursachen.

Reaktivität

Die Verbindungen dieser Gruppe können als extrem starke Oxidationsmittel wirken und Mischungen mit Reduktionsmitteln oder reduzierten Materialien wie organischen Substanzen können explosiv sein.

Reagiert mit Säuren unter Bildung von giftigem Stickstoffdioxid. Eine heftige Explosion tritt auf, wenn ein Ammoniumsalz mit einem Nitritsalz verschmolzen wird.

Gefahr für die Gesundheit

Einatmen, Verschlucken oder Kontakt (Haut, Augen) mit Dämpfen oder Substanzen kann zu schweren Verletzungen, Verbrennungen oder Tod führen. Feuer kann reizende, ätzende und / oder giftige Gase erzeugen. Abfluss von Feuerkontrolle oder Verdünnungswasser kann Kontamination verursachen.

Organische Nitritverbindungen (Nitritester, Nitroderivate)

Entflammbarkeit

Die meisten Materialien dieser Gruppe sind technisch schwer entflammbar. Sie sind jedoch oft chemisch instabil und unterliegen in sehr unterschiedlichem Ausmaß einer explosiven Zersetzung.

Reaktivität

Die aromatischen Nitroverbindungen können in Gegenwart einer Base, wie Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid, sogar in Gegenwart von Wasser oder organischen Lösungsmitteln explodieren. Die explosiven Tendenzen von nitroaromatischen Verbindungen werden durch die Anwesenheit von mehreren Nitrogruppen erhöht.

Toxizität

Viele der Verbindungen in dieser Gruppe sind extrem toxisch.

Verwendet

Unter den Nitritestern werden Amylnitrit und andere Alkylnitrite in der Medizin zur Behandlung von Herzerkrankungen und zur Verlängerung des Orgasmus, insbesondere bei Männern, verwendet. Gelegentlich werden sie in der Freizeit für ihre euphorische Wirkung genutzt.

Die Nitrogruppe ist eine der am häufigsten verwendeten explosionsexplosiven (funktionelle Gruppe, die eine explosive Verbindung herstellt) weltweit. Viele werden in der organischen Synthese verwendet, aber die größte Verwendung von Verbindungen in dieser Gruppe ist in militärischen und kommerziellen Sprengstoffen.

Chloramphenicol (ein Antibiotikum, das zur Behandlung bakterieller Infektionen geeignet ist) ist ein seltenes Beispiel für eine natürliche Nitroverbindung.

Diazoniumsalze werden weitverbreitet bei der Herstellung von hell gefärbten Verbindungen, sogenannten Azofarbstoffen, verwendet.

Die hauptsächliche Verwendung von Natriumnitrit ist für die industrielle Herstellung von Organostickstoffverbindungen. Es ist ein Vorläufer für eine Vielzahl von Pharmazeutika, Farbstoffen und Pestiziden. Seine bekannteste Verwendung ist jedoch ein Nahrungsmittelzusatz zur Verhinderung von Botulismus. Es hat die Nummer E250.

Kaliumnitrit wird ähnlich wie Natriumnitrit als Lebensmittelzusatzstoff verwendet. Es hat die Nummer E249.

Unter bestimmten Bedingungen (insbesondere während des Kochens) können Nitrite in Fleisch mit Aminosäureabbauprodukten reagieren und Nitrosamine bilden, die als Karzinogene bekannt sind.

Die Rolle von Nitriten bei der Verhinderung von Botulismus hat jedoch das Verbot seiner Verwendung in gepökeltem Fleisch verhindert. Sie gelten als unersetzlich bei der Vorbeugung von Botulinumvergiftungen durch den Verzehr getrockneter Wurstwaren.

Natriumnitrit gehört zu den wichtigsten Arzneimitteln, die ein Basisgesundheitssystem benötigen (es steht auf der Liste der lebenswichtigen Medikamente der Weltgesundheitsorganisation).

Salpetrige Säure und Luftverschmutzung

Stickoxide (NOx) können in Außen- und Innenräumen gefunden werden.

Die atmosphärische Konzentration von Stickoxiden hat in den letzten 100 Jahren signifikant zugenommen.

Seine Studie ist notwendig für die Planung der Luftqualität und die Bewertung ihrer Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt.

Je nach ihrer Herkunft können die Emissionsquellen von Luftschadstoffen wie folgt klassifiziert werden:

• Außenbereiche
a. Anthropogene Quellen
a.1. Industrielle Prozesse
a.2. Menschliche Aktivität
b. Natürliche Quellen
B.1. Verbrennungsprozesse von Biomasse (fossile Brennstoffe).
B.2. Ozeane
b.3. Boden
b.4. Prozesse mit Sonnenlicht

• Innenräume
a. Quellen, die von Außenumgebungen durch Luftaustauschprozesse infiltriert werden.
b. Quellen stammen aus Verbrennungsprozessen in Innenräumen (die wichtigsten).

Die Niveaus von NO₂ In Innenräumen sind sie höher als NO-Werte₂ draußen. Das Innen / Außen (I / E) -Verhältnis ist größer als 1.

Die Kenntnis und Kontrolle dieser Emissionsquellen von Innenräumen ist aufgrund der Zeit des persönlichen Aufenthalts in diesen Umgebungen (Wohnungen, Büros, Transportmittel) von grundlegender Bedeutung.

Seit den späten 1970er Jahren wurde salpetrige Säure (HONO) aufgrund ihrer Rolle als direkte Quelle von Hydroxyl (OH) -Radikalen als Schlüsselkomponente der Atmosphäre identifiziert.

Es gibt eine Reihe von bekannten Quellen von OH in der Troposphäre, jedoch die Produktion von HONO OH von Interesse ist, weil die Quellen, das Schicksal und der Tageszyklus von HONO in der Atmosphäre haben damit begonnen, erst kürzlich aufgeklärt werden.

Salpetrige Säure nimmt am Ozongleichgewicht der Troposphäre teil. Die heterogene Reaktion von Stickoxid (NO) und Wasser erzeugt salpetrige Säure. Wenn diese Reaktion auf der Oberfläche von atmosphärischen Aerosolen stattfindet, wird das Produkt leicht zu Hydroxylradikalen photozersetzt

OH-Radikale sind in der Bildung von Ozon (O3) und peroxyacetyl Nitraten (PAN) beteiligt ist, die den sogenannten „photochemischen Smog“ in den kontaminierten Regionen und tragen zur Oxidation von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) führen, die sekundären Teilchen bilden, und sauerstoffhaltige Gase.

Salpetrige Säure absorbiert stark Sonnenlicht bei Wellenlängen kürzer als 390 nm, was zu ihrem photolytischen Abbau und Salpetersäure OH (NO) -oxid.

HONO + hν → OH + NO

In der Nacht führt die Abwesenheit dieses Mechanismus zur Anhäufung von HONO. Die Wiederaufnahme der Photolyse von HONO nach Sonnenaufgang kann am Morgen zu einem wesentlichen Bildung von OH führen.

In westlichen Gesellschaften verbringen Menschen fast 90% ihrer Zeit in Innenräumen, vorwiegend in ihren eigenen Häusern.

Die globale Nachfrage nach Energieeinsparungen hat zu Energieeinsparungen bei Heizung und Kühlung geführt (gute Isolierung von Innenräumen, geringe Lufteindringung, energieeffiziente Fenster), was zu einem Anstieg der Luftschadstoffe in solchen Umgebungen führt .

Aufgrund der geringeren Volumina und verringerten Luftaustauschraten ist die Aufenthaltszeit von Luftschadstoffen in Innenräumen im Vergleich zur Außenatmosphäre viel länger.

Unter allen Verbindungen, die in der Innenraumluft vorhanden sind, stellt HONO einen wichtigen Schadstoff in der Gasphase dar, der in ziemlich hohen Konzentrationen mit Auswirkungen auf die Luftqualität und Gesundheit vorhanden sein könnte.

HONUS kann zu Reizungen der Atemwege und Atemwegserkrankungen führen.

Das HONO kann bei Kontakt mit bestimmten Verbindungen, die auf den Oberflächen von Innenräumen vorhanden sind (wie das Nikotin von Tabakrauch), krebserregende Nitrosamine bilden.

Das HONO von Innenräumen kann direkt während eines Verbrennungsprozesses erzeugt werden, dh durch das Verbrennen von Kerzen, in Gasherden und in Heizvorrichtungen, oder es kann durch heterogene Hydrolyse von NO 2 in mehreren Innenflächen gebildet werden.

2NO₂ + H₂O → HONO + HNO₃

Der UV-Anteil des Sonnenlichts kann die heterogene Umwandlung von NO erhöhen₂ zu HONO.

Alvarez et al (2014) und Bartolomei et al (2014) haben gezeigt, dass HONO in heterogenen, durch Licht induzierten Reaktionen von NO entsteht₂ mit gewöhnlichen Oberflächen in Innenräumen wie Glas, Reinigungsprodukten, Farben und Lacken.

In ähnlicher Weise können die Lichtinduzierten Raten der HONO-Bildung, die an inneren Oberflächen beobachtet werden, helfen, die hohen OH-Spiegel zu erklären, die tagsüber in Innenräumen beobachtet werden.

Das HONO kann direkt als Primärschadstoff emittiert werden und durch Verbrennungsprozesse, beispielsweise in schlecht belüfteten Küchen von "energieeffizienten" Häusern mit Gasherden, hohe Luftkonzentrationen in Innenräumen erreichen.

Darüber hinaus kann das HONO durch heterogene Reaktionen von NO gebildet werden₂ mit Wasserschichten, die auf mehrere Innenflächen gesaugt wurden.

Obwohl die beiden Quellen von HONO (direkte Emission und heterogene Reaktionen von NO₂ der Gasphase mit Wasserschichten, die in Abwesenheit von Sonnenlicht adsorbiert sind, stellen signifikante innere Quellen von HONO dar, Modelle, die nur auf diesen beiden Quellen beruhen, unterschätzen systematisch die in Innenräumen beobachteten Tagesgehalte an HONO.

Alvarez et al (2014) untersuchten die heterogenen Reaktionen, die durch Licht aus NO induziert wurden₂ in Gasphase mit einer Reihe von häufig verwendeten Haushaltschemikalien, einschließlich Bodenreiniger (alkalische Reinigungsmittel), Badreiniger (saures Reinigungsmittel), weiße Wandfarbe und Lack.

Die in dieser Studie verwendeten Photoanregungswellenlängen sind charakteristisch für diejenigen des Sonnenspektrums, die leicht in Innenräume (λ> 340 nm) eindringen können.

Diese Autoren fanden heraus, dass diese Haushaltschemikalien eine wichtige Rolle in der Chemie und Luftqualität von Innenräumen spielen.

Nach seinen Forschungen hätte die Photodissoziation von nur einem kleinen Teil von HONO zur Bildung von Hydroxylradikalen einen großen Einfluss auf die Chemie der Innenraumluft.

In gleicher Weise untersuchten Bartolomei et al (2014) die heterogenen Reaktionen von NO₂ mit ausgewählten Innenanstrichoberflächen, in Anwesenheit von Licht, und zeigte, dass die Bildung von HONO mit Licht und relativer Feuchtigkeit in diesen Innenraumumgebungen zunimmt.

Sicherheit und Risiken

Gefahrenhinweise Global Harmonisierte System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien (GHS)

Das Global Harmonisierte System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien (GHS) ist ein international vereinbarten System, das von den Vereinten Nationen geschaffen und entwickelt, um die verschiedenen Klassifizierungsstandards und Kennzeichnung weltweit in verschiedenen Ländern nach einheitlichen Kriterien zu ersetzen.

Die GEFAHRKLASSE (und das entsprechende Kapitel der SGA), die Klassifizierungs- und Kennzeichnungsstandards und die Empfehlungen für Natriumnitrit sind folgende (Europäische Chemikalienagentur, 2017, Vereinte Nationen, 2015, PubChem, 2017):

GHS-Gefahrenhinweise

H272: Kann Brand verstärken; Oxidant [Warnung Oxidierende Flüssigkeiten; Oxidierende Feststoffe - Kategorie 3] (PubChem, 2017).
H301: Giftig bei Verschlucken [Gefahr Akute Toxizität, oral - Kategorie 3] (PubChem, 2017).
H319: Verursacht schwere Augenreizung [Warnung Schwere Augenschädigung / Augenreizung - Kategorie 2A] (PubChem, 2017).
H341: Kann vermutlich genetische Defekte verursachen [Warnung vor Keimzellmutagenität - Kategorie 2] (PubChem, 2017).
H361: Kann vermutlich die Fruchtbarkeit beeinträchtigen oder den Fötus [Reproduktionstoxizität Warnung - Kategorie 2] (PubChem, 2017).
H370: Organschäden [Gefahr Toxizität spezifische Zielorgan, einmalige Exposition - Kategorie 1] (PubChem, 2017).
H373: Schädigt die Organe bei längerer oder wiederholter Exposition [Warnung spezifische Zielorgantoxizität, wiederholte Exposition - Kategorie 2] (PubChem, 2017).
H400: Sehr giftig für [akute Warnung Gefährdung für die aquatische Umwelt, Gefahr - Kategorie 1] Wasserleben (PubChem, 2017).
H410: Sehr giftig für Wasserorganismen mit langfristiger Wirkung [Warnung Gefährlich für Gewässer, langfristige Gefahr - Kategorie 1] (PubChem, 2017).

Vorsicht Anweisungscodes
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 und P501 (PubChem, 2017).

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