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硝酸HNO3与金属反应会生成硝酸盐。硝酸盐一般为金属离子或铵根离子与硝酸根离子组成的盐类。常见硝酸盐的有硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硝酸钙、硝酸铅、硝酸铈等。
硝酸盐几乎全部易溶于水,只有硝酸niao微溶于水,碱式硝酸铋难溶于水,所以溶液中硝酸根不能被其他绝大多数阳离子沉淀。硝酸盐大量存在于自然界中,主要来源是固氮菌固氮形成,或在闪电的高温下空气中的氮气与氧气直接化合成氮氧化物,溶于雨水形成硝酸,在与地面的矿物反应生成硝酸盐。
硝酸根离子可在酸性介质中,通过和铁(II)反应产生棕色环加以定性检出。参见棕色环实验。
总反应为:
3Fe2+ + NO3- + 4H+ → 3Fe3+ + NO + 2H2O
虽然该反应已有很久的历史,但其机理却是不久前经分光光度法及电位滴定法的系统研究后才弄清楚的:[2]
Fe2+ + NO3- + 2H+ → Fe3+ + NO2+ H2O
Fe2+ + NO2 + H+ → Fe3+ + HNO2
Fe2+ + HNO2 + H+ → Fe3+ + NO + H2O
Fe2+ + NO → FeNO2+
2NO2 + H2O → HNO2 + NO3- + H+
2HNO2 → NO + NO2 + H2O
NO + NO3- + H+ → NO2 + HNO2
其中棕色环是由 FeNO2+(第四步)引起的,速控步则是Z后一步。
硝酸与金属、金属氧化物或碳酸盐反应是Z简单的制备硝酸盐的方法。某些含水的硝酸盐如 Be(NO3)2,Mg(NO3)2和 Cu(NO3)2加热水解,因此得不到相应的无水硝酸盐。无水硝酸盐可通过下列途径制得:
在液态N2O4 中反应:
Ni(CO)4 + N2O4 → Ni(NO3)2 + 2NO + 4CO
在纯 HNO3-N2O5 或液态 N2O5 中反应:
TiCl4 + 4N2O5 → Ti(NO3)4 + 2N2O4 + 2Cl2
与卤素的硝酸盐在低温反应。如硝酸氯 ClNO3:
TiCl4 + 4ClNO3 (-80℃)→ Ti(NO3)4 + 2Cl2
某些金属还可形成通式为 MOx(NO3)y 的碱式硝酸盐,如 BiO(NO3)2。
大多数硝酸盐为离子型晶体,易溶于水。某些无水盐具有挥发性。
硝酸盐可以发生分解反应,产物可以是:
亚硝酸盐和氧气(碱金属和碱土金属的硝酸盐);
金属氧化物和氮氧化物和氧气(镁和铜之间的硝酸盐);
金属单质和氮氧化物和氧气(铜后金属硝酸盐)。
硝酸盐存在于环境四周、空气、食物(特别是蔬菜和水果)及水,并可于生物体内制造。硝酸盐可作食物添加剂之用,主要用于乳酪制品和醃制肉类(例如腊肠、火腿)的防腐剂。
不同种类的蔬菜,其硝酸盐含量均有很大的差别,而种植环境(季节、光线强度、温度、种植方法、肥料使用等)、贮存(时间、温度等,因为将硝酸盐转化为毒性较高代谢物亚硝酸盐的酵素作用及细菌活动在低温贮存时会减低)及加工程序(清洗、去皮、焯、烹煮等)亦会影响硝酸盐含量的多寡。据资料显示,硝酸盐的含量介乎Zdi每公斤一毫克(例如豌豆)至Zgao每公斤超过4 000毫克(例如芝麻菜)不等,而有些蔬菜(例如叶菜)的硝酸盐含量则处于高水平。
人类主要通过进食蔬菜摄入硝酸盐,而较少从水或其他食物(醃制肉类)摄入硝酸盐。
硝酸盐本身可说是没有毒性的,但其代谢物(例如亚硝酸盐)却因为对健康有害,例如可导致正铁血红蛋白血症和癌症,所以备受关注。硝酸盐在人体内可转化成亚硝酸盐,引致正铁血红蛋白血症,而患者的皮肤会呈青紫色。一些人口组别(例如不足四至六个月的初生婴儿)及患有葡萄糖六磷酸去氢酵素缺乏症的人较易出现上述症状。不过,食物中的硝酸盐含量对一般成人来说是可以安全食用的。联合国粮食及农业组织/世界卫生组织联合食物添加剂专家委员会(下称"专家委员会")在二零零二年表示对人类摄入大量硝酸盐可能引致正铁血红蛋白血症的研究证据仍待确定。
世界卫生组织辖下的国际癌症研究机构曾评估摄入硝酸盐和亚硝酸盐的致癌性,认为从食物中摄入的硝酸盐或亚硝酸盐如产生内生性硝化作用,即转化为亚硝基化合物(如亚硝胺),可令实验动物患癌,但表示只有有限或不充分的证据证明食物内的硝酸盐或亚硝酸盐可令人类和动物患癌。此外,欧洲食物安全局根据所得的证据进行评估,结论是从膳食或食水摄入硝酸盐不会增加人类患癌的风险。
专家委员会曾评估硝酸盐的安全性,并把安全参考值(即每日可摄入量)定为每公斤体重0至5毫克(以硝酸钠计算),或每公斤体重0至3.7毫克(以硝酸盐离子计算)。
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