Propriedades de nitratos, estrutura, nomenclatura, treinamento

O Nitratos Eles são todos aqueles compostos que contêm ânion não₃^-, Quando se trata de sais inorgânicos, ou do grupo Nitro, -OnO₂, No caso de derivados orgânicos. Em inorgânico, todos os nitratos são sais de metal ou íons de amônio, em que as interações eletrostáticas M predominamⁿ⁺NÃO₃^-.

Por exemplo, nitrato de sódio₃, É formado por íons Na⁺ e não₃^-. Este sal, juntamente com nitrato de potássio, KNO₃, são os espécimes de nitratos mais abundantes na natureza. Os nitratos encontrados nos solos, nos tecidos vegetais e acima de tudo, em mares e depósitos salinos, como salitre, localizados no Chile.

Ânion nitrato representado por um modelo de esferas e barras. Fonte: Benjah-BMM27 / Domínio Público.

O termo 'nitratos' alude imediatamente a sais, fertilizantes e explosivos. Eles também estão relacionados a carnes e seus processos de cura para inibir o crescimento de bactérias e, assim, atrasar sua deterioração. Os nitratos também são sinônimos de vegetais, porque contêm grandes quantidades desses sais.

Ele nao₃^- (Imagem superior) é a forma mais oxidada de nitrogênio, sendo o produto final e assimilável de seu ciclo biológico. O nitrogênio da atmosfera sofre várias transformações, seja pelo trabalho dos raios elétricos ou por meio de ações microbianas, para se tornar NH₄⁺ e não₃^-, ambos solúveis em água e absorvíveis pelas plantas.

Os nitratos são usados ​​como agentes oxidantes, fertilizantes, explosivos e medicamentos cardiológicos. Esse último uso contrasta muito com os outros, pois eles metabolizam ou interagem com o corpo de tal maneira que dilatam veias e artérias; E, portanto, há um aumento e melhoria do fluxo sanguíneo, aliviando dores no coração.

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Propriedades de nitratos

Neutralidade

Os nitratos são em princípio substâncias neutras, como não₃^- É a base conjugada de ácido nítrico, hno₃, Um ácido forte. Na água, não é apreciável:

NÃO₃^- + H₂Ou ⇌ hno₃ + Oh^-

De fato, pode -se dizer que essa hidrólise não ocorre, as quantidades de OH sendo desprezíveis^-. Portanto, as soluções aquosas de nitrato são neutras, a menos que haja outras substâncias dissolvidas.

Aparências físicas

Nitratos inorgânicos consistem em sais cujas fórmulas gerais são M (não₃)_n, ser n É a Valência ou carga positiva do cátion metálico. Todos esses nitratos têm brilho cristalino e cores esbranquiçadas. No entanto, os metais de transição nitratos podem ser coloridos.

Por exemplo, nitrato de cobre (ii) ou nitrato cúprico, Cu (não₃)₂, É um sólido cristalino azulado. Enquanto isso, nitrato de níquel (ii), nem (não₃)₂, É uma cor de esmeralda sólida. Alguns outros nitratos, como ferro, apresentam cores fracas.

Por outro lado, os nitratos orgânicos geralmente são sólidos ou sólidos explosivos e explosivos.

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Decomposição termal

Os nitratos de metal são sensíveis a altas temperaturas, pois começam a quebrar de acordo com a seguinte equação química:

2M (não₃)₂(s) → 2mo (s)+4no₂(g)+ou₂(g)

Como observado, o nitrato de metal se decompõe em um óxido, MO e nitrogênio e dióxido de oxigênio. Essa decomposição térmica não ocorre na mesma temperatura para todos os nitratos; Alguns resistem mais do que outros.

Como regra geral, quanto maior e menor a carga de cátion m é⁺, maior será a temperatura na qual o nitrato deve ser aquecido para quebrar. Em vez disso, quando M⁺ É pequeno ou tem uma carga positiva grande, o nitrato se decompõe a temperaturas mais baixas, portanto mais instável.

Por exemplo, nitrato de sódio₃, Se decompõe a uma temperatura inferior à do nitrato de bário, BA (não₃)₂, Bem, embora o ba²⁺ tem maior carga do que na⁺, Seu tamanho é muito maior.

Agente oxidante

Ele nao₃^- É um ânion relativamente estável. No entanto, seu átomo de nitrogênio é fortemente oxidado, com um estado de oxidação de +5 (n⁵⁺QUALQUER₃^2-), Por isso está "sedento" de elétrons. Por esse motivo, o nitrato é um agente oxidante, que procurará arrebatar os elétrons de substâncias ao seu redor.

É essa falta de elétrons no átomo de nitrogênio de não₃^- O que o Nano faz₃ E kno₃ Agentes oxidantes fortes, usados ​​como componentes da pólvora. Adicionando a essa característica o fato de que os gases são liberados₂ EU₂ Ao se decompor, entende -se por que faz parte de muitos explosivos.

Quando o nitrato ganha elétrons ou reduz, ele pode ser transformado em amônia, NH₃, ou em óxido nítrico, não, dependendo de reagentes e condições.

Solubilidade

Todos os nitratos inorgânicos, ou o que é o mesmo, nitratos de metal e amônio, NH₄NÃO₃, São compostos solúveis em água. Isso ocorre porque as moléculas de água têm uma forte afinidade por não₃^-, E que as redes cristalinas desses nitratos não são muito estáveis.

Estrutura

Ânion nitrato

Estruturas de ressonância de nitrato. Fonte: Benjah-BMM27 / Domínio Público.

A imagem superior mostra as estruturas de ressonância do ânion nitrato. Como pode ser visto, duas cargas negativas estão localizadas em dois átomos de oxigênio, que são democalizados entre os três átomos de oxigênio. Portanto, cada um ou tem uma carga de -2/3, enquanto o nitrogênio tem uma carga de +1.

Então, o não₃^- Interação eletroestaticamente, ou links de coordenação, através de qualquer um de seus três átomos de oxigênio.

Sólidos

Todos os nitratos inorgânicos são salinos e iônicos. Portanto, suas estruturas são cristalinas, o que significa que seus íons, M⁺ e não₃^-, Eles estão organizados no espaço graças às suas interações eletrostáticas. Dependendo dessas interações, seus cristais apresentarão diferentes estruturas.

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Por exemplo, a estrutura cristalina de Nano₃ É trigonal ou rhomboédica, enquanto o do knO₃ É ortorrômbico.

Nitratos orgânicos

Nitratos orgânicos são representados com a fórmula geral Rono₂, onde r é um grupo alquil ou aromático. Esses compostos são caracterizados por seu link R-Aon₂, e geralmente consistem em derivados nítricos de polímeros e outras substâncias orgânicas.

Complexo

Ele nao₃^- Coordena com os centros de metal para formar um link m⁺-OU NÃO₂^-, sendo uma interação diferente para Ionic. Esses complexos são essencialmente natureza inorgânica. O nitrato pode até ser coordenado usando dois de seus átomos de oxigênio ao mesmo tempo, M⁺-QUALQUER₂NÃO.

Nomenclatura

Para nomear um nitrato, as palavras 'nitrato de' seguidas pelo nome do cátion ou do grupo que o acompanha em sua respectiva fórmula química devem ser escritas primeiro. A valência do cátion é especificada entre parênteses quando possui mais de um. Da mesma forma, os sufixos podem ser usados ​​-co e -oy se preferir, seguindo a nomenclatura tradicional.

Por exemplo, considere a fé (não₃)₃. Seu nome é nitrato de ferro (iii), porque sua valência é +3 ​​ou também pode ser chamada de nitrato férrico.

Essas regras também se aplicam a nitratos orgânicos, desde que suas estruturas sejam simples. Por exemplo, Cho₃OU NÃO₂ É chamado de nitrato de metila, porque o grupo -ch₃ Torna -se o grupo R que acompanha -Ono₂.

Treinamento

Natural

Os nitratos são formados na natureza como parte do ciclo biológico de nitrogênio. Por causa disso, os solos, os mares e algumas correntes de água têm quantidades significativas de nitratos. Dependendo dos íons circundantes, diferentes sais de nitratos serão formados, sendo nano₃ E kno₃ O mais comum e abundante.

Industrial

Os nitratos são formados em escalas industriais por neutralização do ácido nítrico, com hidróxidos de metal, álcoois, polímeros, etc. Por exemplo, nitrato de cálcio, CA (não₃)₂, Pode ser preparado de acordo com a seguinte equação química:

CA (OH)₂ + 2hno₃ → Ca (não₃)₂ + 2h₂QUALQUER

Da mesma forma, várias substâncias orgânicas são atacadas por HNO₃ sob certas condições para promover a substituição de alguns de seus grupos por -Ono₂. É o que acontece com a reação da celulose para se transformar em nitrocelulose ou nitrato de celulose, um material polimérico e explosivo.

Fotocatalítico

O ânion não₃^-, E, portanto, nitratos inorgânicos, podem ser formados pela ação fotocatalítica do desperdício de óxido de titânio, tio₂, Usando como matéria -prima nada mais do que nitrogênio e oxigênio do ar. Este estudo assume que onde há excessos de cara₂, haverá quantidades indesejadas de não₃^-, que afetam a potabilidade da água e podem incluir algas.

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Formulários

Cura de carne

As salsichas são uma das carnes processadas que contêm mais nitratos. Fonte: pxhere.

Os nitratos são adicionados a várias carnes, especialmente salsichas, para eliminar bactérias e, assim, atrasar sua deterioração. Eles também reagem com suas proteínas para dar a elas uma cor mais avermelhada. O problema dessas carnes é que, cozinhando -as em altas temperaturas, elas produzem nitrosoaminas: compostos ligados ao câncer de cólon.

Essa reação é parcialmente evitada se houver vitaminas presentes, como é o caso dos vegetais, que, embora sejam ricos em nitratos, não estão associados a patologias carcinogênicas.

Agricultura

Os nitratos são uma fonte de nitrogênio solúvel. Portanto, serve como fertilizante para contribuir com nitrogênio para as plantas e, portanto, favorece seu crescimento.

Medicamento

Os nitratos têm uma função especial no corpo. Ao assimilar por ação enzimática, é reduzida a óxido nítrico, não. Esta molécula ocupa volume e dilata veias e artérias, permitindo que haja maior fluxo sanguíneo. Portanto, os nitratos são usados ​​como medicamentos para combater as patologias do sistema circulatório.

Irônico e curiosamente, para esse fim nitratos orgânicos, como glicerilo, nitroglicerina, mononitrato isossórida e tetranitrato de pentaeritritol, foram usados, todos bons candidatos no mundo dos explosivos.

Explosivos

Os nitratos são usados ​​em formulações explosivas, sendo a pólvora o exemplo mais simbólico. Sendo agentes oxidantes, eles favorecem a combustão da matéria, além de contribuir para a expansão abrupta do volume devido à liberação de gases após a decomposição.

Exemplos de nitratos

Durante as seções anteriores, mais de um exemplo de nitratos foi mencionado. Finalmente, alguns outros serão listados juntamente com suas respectivas fórmulas e nomes:

-Linho₃: Nitrato de lítio

-Rbno₃: Nitrato de rubidio

-Mg (não₃)₂: Nitrato de Magnésio

-SC (não₃)₂: Scandio Nitrato

-Cr (não₃)₃: Nitrato de cromo (iii)

-Zn (não₃)₂: nitrato de zinco

-PB (não₃)₂: nitrato de chumbo (ii)

-Agno₃: nitrato de prata

-CH₃CH₂OU NÃO₂: Nitrato de etila

-CH₃(CH₂)₄OU NÃO₂: Amilo nitrato

Referências

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