Kaliumnitrit (KNO2) Eigenschaften, Verwendung und Gefahren

Die Kaliumnitrit Es ist ein kristalliner Feststoff von gelblicher weißer Farbe. Seine chemische Formel ist KNO_{2 und} Es hat eine ionische Bindung zwischen Kalium und einem der Nitritsauerstoffatome. Nitrite sind im Allgemeinen natürlich in Böden, Wasser, tierischen und pflanzlichen Geweben und in Düngemitteln vorhanden.

Kaliumnitrat wurde erstmals vom schwedischen Chemiker Carl Wilhelm Scheele im Labor seiner Apotheke im Dorf Köpin hergestellt. Er erhitzte das Kaliumnitrat eine halbe Stunde lang glühend, bis er das bekam, was er als neues Salz erkannte.

Die beiden Salze, Nitrat und Nitrit, wurden von dem französischen Chemiker Eugène-Melchior Péligot charakterisiert und die Reaktion wurde festgestellt als:

Dieser Prozess wird heute noch für seine Produktion verwendet. Kaliumnitrit wird durch Reduktion von Kaliumnitrat erhalten. Die Herstellung von Nitriten erfolgt durch Absorption von Stickoxiden in Kaliumhydroxid- oder Kaliumcarbonatlösungen.

Aufgrund der hohen Kosten dieser Basen wird dies jedoch nicht in großem Maßstab durchgeführt, außerdem erschwert die hohe Löslichkeit von Kaliumnitrit in Wasser die Wiedergewinnung. (Kaliumnitrit, s.F.)

Index

• 1 Physikalische und chemische Eigenschaften
• 2 Reaktivität und Gefahren
  • 2.1 Mögliche Explosionen
  • 2.2 Gefährlich für die Haut
  • 2.3 Atemgefährdung
  • 2.4 Kardiovaskuläre Bedingungen
  • 2.5 Andere
• 3 Handhabung und Lagerung
• 4 medizinische Anwendungen
• 5 Andere Anwendungen
• 6 Biochemie
• 7 Referenzen

Physikalische und chemische Eigenschaften

Kaliumnitrit ist ein kristalliner Feststoff bei Raumtemperatur, gelblich-weiß in der Farbe. Seine Molmasse beträgt 85,1 g / mol und seine Dichte beträgt 1,915 g / ml.

Es hat einen Schmelzpunkt von 441 Grad Celsius und beginnt sich bei 350 Grad Celsius zu zersetzen. Sein Siedepunkt liegt bei 537 Grad Celsius, in dem es explodiert.

Kaliumnitrit ist in Wasser gut löslich. Sie können 281 g in 100 ml Wasser bei 0ºC, 413 g in 100 ml Wasser bei 100ºC lösen.

Seine Löslichkeit bei Raumtemperatur beträgt 312 g in 100 ml Wasser. Es ist auch sehr löslich in Ammoniak und löslich in heißem Alkohol.

Reaktivität und Gefahren

Mögliche Explosionen

Kaliumnitrit ist ein starkes Oxidationsmittel, das bei Feuer die Verbrennung anderer beschleunigen kann. Es kann bei Kontakt mit Phosphor, Zinn (II) chlorid oder anderen starken Reduktionsmitteln explosionsartig reagieren.

Kontamination mit Ammoniumverbindungen kann zu spontaner Zersetzung führen. Die entstehende Wärme kann das vorhandene brennbare Material entzünden.

Reagiert mit Säuren unter Bildung toxischer Gase von Stickstoffdioxid. Beim Mischen mit flüssigem Ammoniak entsteht Dikaliumnitrit, das sehr reaktiv und explosiv ist. Beim Schmelzen mit Ammoniumsalzen führt es zu heftigen Explosionen.

Es kann Explosionen verursachen, wenn es mit Kaliumcyanid gemischt wird. Wenn dem geschmolzenen Kaliumnitrat geringe Mengen Ammoniumsulfat zugesetzt werden, tritt eine heftige Reaktion auf, die mit einer Flamme einhergeht (Kaliumnitrit, 2016).

Gefährlich für die Haut

Kaliumnitrat ist äußerst gefährlich bei Kontakt mit der Haut, mit den Augen, beim Verschlucken oder Einatmen. Die Schwere des Schadens hängt von der Dauer des Kontaktes ab.

Kontakt mit der Haut kann zu Reizungen, Entzündungen und Abrieb führen. (Sicherheitsdatenblatt Kaliumnitrat, 2013).

Atemwege

Kaliumnitrat kann das Atmen beeinträchtigen. Einatmen des Staubes kann Hals, Nase und Lunge reizen und Husten mit Schleim verursachen.

Höhere Expositionen können Lungenödeme verursachen, die schließlich zum Tod führen können (Pohanish, 2012).

Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Hohe Konzentrationen von Kaliumnitrat kann das vaskuläre System beeinflussen und mit der Fähigkeit des Blutes beeinträchtigen Sauerstoff (Methämoglobinämie) verursachen Kopfschmerzen, Schwäche, Schwindel und Bläue auf der Haut und den Schleimhäuten bekannt als Zyanose zu tragen.

Höhere Dosen können zu Atemproblemen, Kollaps und sogar zum Tod führen (Food Additives in Europe 2000, 2002).

Andere

Längerer Kontakt kann zu rissiger Haut, Trockenheit und Dermatitis führen. Es kann zu Lungenreizungen führen, die zu Bronchitis führen können. Es gibt auch Hinweise darauf, dass Kaliumnitrit sich entwickelnde Föten schädigen kann.

Die Toxizität von Kaliumnitrat ist 235 mg pro kg Körpergewicht (Royal Society of Chemistry, 2015) und Studien an Ratten zeigten keine Wirkungen bei niedrigeren Dosen als 10 mg KNO2 pro Kilogramm pro Tag verbraucht (HP Til, 1988) .

Handhabung und Lagerung

Kaliumnitrit ist in der Regel mit anderen Oxidationsmitteln gespeichert ist, und getrennt von brennbaren oder brennbaren Stoffen, Reduktionsmitteln, Säuren, Cyanide, Ammoniumverbindungen, Amide und andere Salze von Stickstoff in einem trockenen, kühlen und gut belüfteten Ort.

Es sollte nicht geschluckt oder geatmet werden. Bei unzureichender Belüftung sollte das entsprechende Atemschutzgerät verwendet werden, z. B. eine Maske mit einem Anti-Gas- und einem Anti-Dampffilter. Kontakt mit Haut und Augen vermeiden.

Nach Verschlucken sofort ärztliche Hilfe in Anspruch nehmen. In diesen Fällen wird empfohlen, die Behälterflasche oder das Produktetikett zu zeigen.

Tragen Sie zur Handhabung immer einen Laborkittel, eine Schutzbrille und Latexhandschuhe, um Unfälle zu vermeiden. (Sicherheitsdatenblatt Kaliumnitrat, 2013)

Medizinische Anwendungen

Das medizinische Interesse an anorganischen Nitriten begann zu explodieren, als seine Wirksamkeit in der Behandlung von Anginas beobachtet wurde. Zuvor wurde die Behandlung für diese Krankheit durch Aderlass durchgeführt.

Bei dem irrigen Glauben, dass der Schmerz auf Bluthochdruck zurückzuführen sei, wurden die Venen geschnitten und der Patient konnte bluten. Es ist unnötig zu sagen, dass diese Behandlung unbequem war.

Um die 1860er Jahre entschied sich Dr. Thomas Lauder Brunton, die Inhalation von Amylnitrit bei Patienten mit Angina pectoris zu versuchen, einer Verbindung, die kürzlich von einem seiner Kollegen synthetisiert worden war und gezeigt hatte, dass der Blutdruck gesenkt war. in Tieren.

Die Ergebnisse bei ihren Patienten waren fruchtbar. Der mit dieser Erkrankung verbundene Schmerz nahm schnell ab und die Wirkung hielt einige Minuten an, genug Zeit, um sich zu erholen und auszuruhen.

Amylnitrit wurde lange Zeit für Angina pectoris gewählt, wurde aber aufgrund seiner Flüchtigkeit durch Salze wie Kaliumnitrit ersetzt, die die gleiche Wirkung hatten (Butler & Feelisch, 2008).

Bei gesunden Probanden wurde die Wirkung von Kaliumnitrit auf das Nervensystem, das Rückenmark, das Gehirn, den Puls, den Blutdruck und die Atmung ebenso beobachtet wie seine Variabilität bei den verschiedenen Individuen.

Die wichtigste Beobachtung war, dass bereits in kleinen Dosen von ca. 30 mg, oral verabreicht, zunächst eine Erhöhung des Blutdrucks auftritt; gefolgt von einem moderaten Rückgang davon. Bei höheren Dosen trat eine ausgeprägte Hypotonie auf.

Sie beobachteten auch, dass Kaliumnitrit unabhängig davon, wie es verabreicht wurde, eine tiefgreifende Wirkung auf das Aussehen und die Sauerstofftransportkapazität des Blutes hatte.

Sie verglichen die biologische Wirkung von Kaliumnitrit mit der von Amyl- und Ethylnitriten und kamen zu dem Schluss, dass die Ähnlichkeit der Wirkung von der Umwandlung organischer Nitrite in salpetrige Säure abhängt.

Unter hypoxischen Bedingungen kann Nitrit Stickstoffmonoxid freisetzen, das eine starke Vasodilatation verursacht. Mehrere Mechanismen wurden für die Umwandlung von Nitrit zu NO beschrieben, einschließlich der enzymatischen Reduktion durch Xanthin-Oxidoreduktase, Nitritreduktase und NO-Synthase (NOS) sowie nicht-enzymatische Dismutationsreaktionen. (Albert L. Lehninger, 2005).

Im allgemeinen werden in der Pharmakologie Kaliumsalze anstelle von Natriumsalzen zur Behandlung von Patienten mit Bluthochdruck verwendet.

Andere Anwendungen

Zu den anderen Anwendungen, die Kaliumnitrat sowie Natriumnitrat verwendet werden, gehört die Konservierung von Lebensmitteln, insbesondere von Wurstwaren wie Bacon und Chorizo. Natrium- und Kaliumnitrit werden als antimikrobielle Konservierungsmittel verwendet, die den Abbau solcher Nahrungsmittel durch Bakterien verhindern.

Der detaillierte Mechanismus dieser chemischen Verbindungen reicht von der Hemmung des Bakterienwachstums bis zur Hemmung bestimmter Enzyme.

Natriumnitrit wird für die Aushärtung von Fleisch verwendet, nicht nur, weil es das Bakterienwachstum verhindert, sondern auch, weil es ein Oxidationsmittel ist; In einer Reaktion mit dem Myoglobin des Fleisches verleiht es dem Produkt eine wünschenswerte rosarote "pinke" Farbe.

Diese Verwendung von Nitrit geht auf das Mittelalter zurück und wird in den Vereinigten Staaten seit 1925 formell verwendet. Aufgrund der relativ hohen Toxizität von Nitrit beträgt die Nitritkonzentration in Fleischprodukten 200 ppm, was die maximal zulässige Konzentration ist .

Bei diesen Gehalten stammen zwischen 80 und 90% des Nitrits in der durchschnittlichen Ernährung der Vereinigten Staaten nicht aus gepökelten Fleischprodukten, sondern aus der natürlichen Produktion von Nitrit aus der Aufnahme von pflanzlichem Nitrat.

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

Die Rolle von Nitriten (und in gewissem Ausmaß Nitraten) bei der Verhinderung von Botulismus durch Verhinderung der Keimung von C. botulinum-Endosporen hat jedoch die vollständige Beseitigung von Nitriten aus gepökeltem Fleisch in den USA verhindert. UU

Fleisch kann ohne den Zusatz von Nitriten nicht als geheilt betrachtet werden. Sie gelten als unersetzlich bei der Vermeidung von Vergiftungen Botulinum der Verbrauch von getrockneten Wurstwaren, wie Wurst oder Wurst, verhindert die Keimung der Sporen.

Bei Mäusen können Lebensmittel, die reich an Nitriten sind, zusammen mit ungesättigten Fetten den Bluthochdruck verhindern, was eine Erklärung für die offensichtliche gesundheitliche Wirkung der mediterranen Ernährung ist (Nathan S. Bryan, 2011).

Andere Verwendungen, die Kaliumnitrit gegeben werden, sind bei der Herstellung von Wärmeübertragungssalzen, Korrosionsinhibitor und Antifoulingmittel, als Reagens für Reduktionsoxidreaktionen, als ein Zusatz in Farben und Beschichtungen und für die Behandlung von Wasser (Kalium Nitrit, nd).

Biochemie

Nitrate und Nitrite, die oral verabreicht werden, werden absorbiert und in das Blut im oberen Teil des Gastrointestinaltrakts übertragen.Lebensmittel, die reich an Pektin sind, können die Absorption verzögern, die tiefer im Darm auftreten kann, mit einem möglicherweise erhöhten Risiko der mikrobiellen Umwandlung von Nitrat zu Nitrit.

Unabhängig von der Art der Exposition werden Nitrat und Nitrit schnell in das Blut übertragen. Nitrit wird allmählich zu Nitrat oxidiert, das in den meisten Körperflüssigkeiten (Urin, Speichel, Magensaft, Schweiß, Ileostomieflüssigkeit) leicht verteilt wird. Nitrat sammelt sich nicht im Körper an.

Der Hauptmechanismus der Toxizität von Nitriten ist die Oxidation von Eisen (Fe2 +) in Desoxyhämoglobin zum Zustand der Eisenvalenz (Fe3 +), wobei Methämoglobin erzeugt wird. Methämoglobin kann reversibel zirkulierenden Sauerstoff nicht binden oder transportieren.

Abhängig vom Prozentsatz des Gesamtmethämoglobins in oxidierter Form ist das klinische Bild ein Sauerstoffmangel mit Zyanose, Herzrhythmusstörungen und Kreislaufversagen sowie fortschreitenden Effekten auf das zentrale Nervensystem (ZNS). Wirkungen auf das ZNS können von leichtem Schwindel und Lethargie bis hin zu Koma und Anfällen reichen (Kaliumnitrit, s.F.).

Das Hauptanliegen möglicher Langzeitwirkungen der Nitrat- und Nitritbelastung ist mit der Bildung von nitrogenen Verbindungen verbunden, von denen viele krebserregend sind.

Diese Bildung kann überall dort stattfinden, wo Nitrit- und nitrosierbare Verbindungen vorhanden sind, wird aber durch saure Bedingungen oder das Vorhandensein einiger Bakterien begünstigt.

Der Gastrointestinaltrakt und insbesondere der Magen werden als Hauptbildungsstelle angesehen, aber Nitrosierungsreaktionen können auch in einer infizierten Harnblase stattfinden

Die Urin- und Stuhlausscheidung von Nitrit ist sehr gering, da der größte Teil des Nitrits, das in den Blutstrom gelangt oder den Gastrointestinaltrakt (GI) passiert, schnell zu Nitrat wird, an den GI-Gehalt gebunden oder durch enterische Bakterien reduziert wird.

Die schnelle Abnahme der Nitritkonzentrationen im Blut wird auf die Reaktivität von Nitrit mit Hämoglobin und anderen endogenen Verbindungen zurückgeführt, eine Hypothese, die auf dem Anstieg der Nitratkonzentration nach intravenöser Nitritgabe bei Ratten beruht.

Referenzen

1. Albert L. Lehninger, D. L. (2005). Lehninger Prinzipien der Biochemie. W. H. Freeman.
2. Butler, A. & Feelisch, M. (2008). Therapeutische Anwendungen von anorganischem Nitrit und Nitrat. Zeitschrift der American Heart Association, 2151-2159. Auszug aus circ.ahajournals.org.
3. Lebensmittelzusatzstoffe in Europa 2000 (2002). Copenaghen: Thema nord.
4. H. P. Til, H. F. (1988). Bewertung der oralen Toxizität von Kaliumnitrit in einer 13-wöchigen Trinkwasserstudie an Ratten. Lebensmittel und chemische Toxikologie, Band 26, Ausgabe 10, 851-859. sciencedirect.com.
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6. Nathan S. Bryan, J. L. (2011). Nitrit und Nitrat in der menschlichen Gesundheit und Krankheit. menschliche Presse
7. Pohanish, R. P. (2012). Sittigs Handbuch giftiger und gefährlicher Chemikalien und Karzinogene, Band 1 sechste Ausgabe. elsevier.
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