Просмотры: 9563

22.06.2017

Проблема накопления нитратов и нитритов в продуктах питания (овощах, плодах, питьевой воде и пр.) остается достаточно острой в наши дни. Недостаточная информированность приводит к ее ошибочному пониманию, недооценке или же, наоборот, драматизации ситуации. Что же такое нитриты и нитраты? И в чем их опасность для нашего организма?

Нитратами являются соли азотной кислоты (НNO 3), а нитритами – соли азотистой (HNO 2). В природной среде нитраты образуются в процессе распада азотсодержащих органических веществ. Также они попадают в почву вместе с минеральными азотными удобрениями (селитрами). В клетках растений поступившие из почвы нитраты превращаются сначала в нитриты, затем в аминокислоты, а впоследствии – в белки. Процесс этот у растений происходит непрерывно, поэтому определенная часть нитратов постоянно присутствует в клеточном соке.

Попадая в желудок, нитраты могут преобразовываться в нитриты, которые в небольших дозах обладают сосудорасширяющим и спазмолитическим действием, что способствует снижению давления крови. Если же употребление нитратосодержащих продуктов происходит длительное время и в значительных количествах, то может произойти нарушение углеводного и белкового обмена веществ. При этом в крови увеличивается количество метгемоглобина, который в отличие от гемоглобина не способен насыщать кровь кислородом и передавать его клеткам и органам. Установлено также, что в определенных условиях нитраты могут превращаться в нитрозамины – канцерогенные вещества, провоцирующие образование злокачественных опухолей.

Накопление в растениях нитратов связано со многими факторами, среди которых недостаточное освещение, резкие температурные изменения во время вегетации растений, засуха или избыточная влажность, дефицит или излишнее количество питательных элементов, неправильное их соотношение, кислотность почвы и многое другое. Немаловажную роль в этом играют также биологические особенности различных видов растений. Так, среди культур, склонных к значительной аккумуляции нитратов, можно выделить салат, укроп, шпинат, редьку, редис, кольраби, свеклу столовую. Гораздо меньшее количество их способны накапливать морковь, петрушка, сельдерей, капуста, тепличные огурцы. А такие культуры как картофель, томаты, перец, горох, лук, огурцы, выращенные в открытом грунте, отличаются незначительным содержанием нитратов. Большое значение имеют также условия выращивания: у тепличных растений концентрация нитратов обычно выше в 1,5 – 2 раза, чем у тех же культур, выросших в открытом грунте. Относительно мало нитратов в ягодах и фруктах, в этом отношении они наиболее безопасны для нашего организма.

Очень важно знать, что преобразованию нитратов в нежелательные соединения значительно препятствует аскорбиновая кислота (витамин С), основным источником которого являются овощи, в особенности зеленные листовые культуры. Как правило, они накапливают немало нитратов, но вместе с ними мы употребляем и спасительный витамин С. Содержание его в листьях петрушки достигает 290 мг/100 г, для укропа этот показатель несколько ниже – 180 мг/100 г, у цветной капусты – 105 мг/100 г, а в листьях шпината – 72 мг/100 г.

Распределение нитратов в различных частях растений также происходит неравномерно и зависит от их биологического строения и особенностей. Например, у листовых овощей максимальная концентрация наблюдается в черешках и прожилках листьев; во внешних листках капусты и кочанных форм салата количество нитратов в 2 – 2,5 раза выше, чем во внутренних; в кожуре картофеля, огурцов, патиссонов – больше, чем в мякоти, а у корнеплодов (свеклы столовой, редиса, редьки) они накапливаются максимально в нижней части (самом корне) и верхушке (у листьев). Эти особенности помогут правильно выбрать съедобную часть у овощей, обезопасив себя от употребления наиболее заполненных нитратами кожуры, корней или наружных листьев.

На основании многолетних исследований во многих странах мира, Всемирная организация охраны здоровья (ВОЗ) установила допустимую суточную норму потребления нитратов, которая составляет 3,6 мг из расчета на 1 кг массы тела человека. Исходя из этого создана таблица допустимого содержания нитратов в овощах и фруктах.

Среди множества факторов, влияющих на накопление нитратов в растениях, ведущая роль принадлежит экологическим условиям, в частности световому режиму, агротехнике выращивания и биологическим особенностям сортов. Для образования собственных белков растениям необходим азот, источниками которого в почве являются аммиак и нитраты. Поступающий в растения посредством корневой системы аммиак тут же присоединяется к органическим кислотам и образует аминокислоты. Нитратам же для этого необходимо предварительно преобразоваться в аммиак. Чтобы осуществилась такая реакция, необходима энергия, источником которой и является солнце. Именно поэтому культуры южных широт отличаются более низким содержанием нитратов по сравнению с растениями, обитающими в северных регионах.

Выращивание овощей в плохо освещаемых теплицах, на затененных участках в открытом грунте, чрезмерное загущение посадок, засорение грядок сорняками, длительное отсутствие солнечной погоды – все эти обстоятельства способствуют излишнему накоплению нитратов в культурах. Это происходит по причине снижения интенсивности фотосинтеза, способствующего образованию углеводов. Именно углеводы в дальнейшем преобразуют нитраты, поступающие в растения из почвы, в более сложные органические соединения.

Содержание нитратов зависит и от типа грунта, на котором выращивают овощные культуры: у растений, выросших на супесях, этот показатель на 20 – 25 % ниже, чем у выращиваемых на богатых органикой почвах, особенно на пойменных торфяно-болотных. Влияют на содержание нитратов и такие экологические факторы как резкие перепады температуры, неравномерные поливы, способствующие нарушению процесса обмена веществ в растениях.

Среди агротехнических причин наиболее влиятельным является азотное питание растений и соотношение основных элементов минерального питания (азота, фосфора и калия). Содержание нитратов в растениях напрямую зависит от количества азотных удобрений в почве: чем выше дозы азота, тем больше количество нитратов (при соблюдении оптимальных условий роста и развития). Если же нарушаются световой, температурный, влажностный режимы, то даже незначительное количество азотных удобрений способно вызвать излишек нитратов в растениях.

Во избежание накопления нитратов в растительной продукции, загрязнения почвы, расположенных вблизи водоемов и грунтовых вод нитратами и нитритами, атмосферы – окислами азота, необходимо строго придерживаться оптимальных норм внесения азотсодержащих удобрений. Для аммиачной селитры достаточным будет ее применение в количестве 120 – 170 г/10 м 2 . Формы удобрений также оказывают большое влияние на степень перенасыщения и загрязнения нитратами, поэтому предпочтительнее пользоваться аммонийными (сульфат аммония, хлористый аммоний) и амидными (мочевина). Норма внесения для первых составляет 220 – 300 г/10 м 2 , а для вторых соответственно 100 – 140 г/10 м 2 . Обязательным условием является также сочетание азотных удобрений с фосфорными и калийными в соотношении 1:1 – 1,2:1,5, поскольку их недостаток (в особенности калия) провоцирует увеличение количества нитратов. Нельзя игнорировать также обеспечение растений необходимыми микроэлементами.

Накопление нитратов в растениях зависит также от их вида, рода, сортовых и генетических особенностей. Есть культуры, которые способны аккумулировать нитраты даже в случае их незначительного количества в окружающей среде. К ним относятся представители семейства Тыквенных (огурцы, кабачки, патиссоны, тыква, дыня, арбуз, люфа), Капустных (редис, редька, хрен, капуста) и Маревых (лебеда, шпинат, свекла). Сортовые отличия даже в пределах одной и той же культуры могут вызывать от двух- до пятикратного расхождения в количестве содержащихся нитратов.

Одним из способов уменьшения поступления нитратов в культуры и окружающую среду является применение локального (ленточного) внесения минеральных, в первую очередь азотных, удобрений. При этом расход их уменьшается в два раза, а урожайность остается на прежнем уровне. Применяют подобный метод и в садах, размещая смесь из перегноя (3 – 5 кг), суперфосфата (1 кг) и калийной соли (1 кг) в небольшие скважины (глубина – до 50 см, диаметр – до 20 см), образованные на периферии приствольного круга и равноудаленные друг от друга на 0,7 – 1,0 м. Такой способ очень эффективен на каменистых участках и в садах, расположенных на склонах.

Не рекомендуется вносить азотные удобрения в мерзло-талые почвы, на сильнокислых грунтах (рН < 4) и на участках, богатых минеральным азотом. Для картофеля и овощей нельзя использовать аммиачную воду или безводный аммиак. Также существенно увеличивает накопление нитратов в картофеле значительное количество извести, находящееся в почве.

Не менее важно соблюдать нормы и при внесении органических компонентов. Например, внесение весной под картофель бесподстилочного свежего гноя в пределах 30 – 90 кг/10 м 2 приводит к значительно большему накоплению нитратов, чем в случае применения только минеральных удобрений. Поэтому необходимо вносить органические удобрения осенью, под зяблевую вспашку или под предыдущую культуру.

Очень популярные нынче "органические" овощи, выращенные на почвах, удобренных органикой, далеко не так безопасны, нежели те, которые росли с применением готовых синтезированных удобрений. Тот же навоз или перегной потребляются корневой системой растений только в виде водных растворов, содержащих те же нитраты и нитриты, образовавшиеся в процессе минерализации навоза (перегноя). И безопасность овощей для человеческого организма напрямую зависит лишь от концентрации нитрата (нитрита) в этих водных растворах. На практике рассчитать безопасную дозу готовых азотных удобрений гораздо доступней и результативней, чем для навоза (перегноя). Во втором случае слишком много непредсказуемых факторов оказывают влияние на сам процесс минерализации органического удобрения, и слишком велики риски передозировки растений опасными соединениями во время их питания. Поэтому мнение о пользе "органической продукции" и ее безопасности по причине отсутствия в плодах нитратов - всего лишь необоснованный миф, созданный для повышения спроса и прибыли.

Азотные подкормки на приусадебных участках желательно проводить в теплую солнечную погоду, во второй половине дня. В то же время большая жара приводит к быстрому испарению влаги и увеличению концентрации удобрений, поэтому внекорневая подкормка может вызвать ожоги вегетативных частей растений.
При выращивании тепличных овощей, необходимо помнить, что последнюю подкормку азотными удобрениями следует провести не позже чем за неделю до сбора урожая: чем более продолжителен этот период, тем меньше нитратов останется в продукции. Также нельзя допускать в теплицах резких колебаний температур, влажности и загущения посадок и посевов. Сбор тепличной продукции рекомендуется проводить в сухую солнечную погоду, ближе к вечеру, - именно в это время нитратное содержание в овощах наименьшее. Последнюю подкормку бахчевых культур следует провести до наступления фазы цветения у женских цветов.

Еще один из способов регулирования содержания нитратов в овощах – соблюдение оптимальных сроков выращивания и их собирания. Известно, что молодые растения характеризуются значительно большим накоплением нитратов, чем созревшие. Объясняется это периодом интенсивного роста и более активными обменными процессами, требующими присутствия нитратов для формирования новых органов, образования плодов и семян. Культуры с коротким вегетационным периодом также отличаются большим количеством нитратов по сравнению с растениями длительного вегетационного периода.

Способствует увеличению количества содержащегося нитрата и повреждение растений вредными насекомыми или поражение их заболеваниями, поэтому надо избегать подобных негативных факторов. Но применение на грядках или в теплицах ядохимикатов очень нежелательно. Существует множество способов упредить развитие заболеваний и оградить культуры от вредителей с помощью безопасных методов, основанных на народных рецептах. Применение природных средств для защиты растений, а также соблюдение вышеперечисленных мер и некоторых других факторов позволит получать на садово-огородных участках собственную качественную продукцию с низким содержанием нитратов.

Нитраты большинству людей знакомы в связи с их содержанием в продуктах питания. Но на самом деле они применяются в различных областях промышленности и сельского хозяйства. Об их реакциях, растворах, свойствах, пользе и вреде читайте в статье.

Что такое нитраты?

Это соли азотной кислоты, которые содержат все живые организмы, а также почва, вода. В питательной среде растений содержание нитратов является обязательным. В организм человека их доставляет вода и овощи.

Получение нитратов - результат действия азотной кислоты на такие вещества, как соль, металл, а также гидроксиды и оксиды. Нитраты, в большинстве своем, хорошо растворяются в воде. В растворе нитратаокислительные свойства практически отсутствуют, а вот в твердом состоянии нитраты - сильные окислители. В условиях обычной температуры они обладают устойчивостью. Плавление солей азотной кислоты происходит при температуре 200-600 О С, часто с одновременным разложением.

Это вещество неорганического происхождения, соль двухвалентной меди и кислоты азотной. Данный нитрат - этобезводное, гигроскопичное вещество с бесцветными кристаллами, но при поглощении ими влаги они приобретают голубой цвет, образуя кристаллогидраты. В природе встречается как минералы: руаит, герхардтит.

Данный нитрат - это вещество, образующее кристаллы твердой консистенции, которые хорошо растворяются в воде и других средах, таких как этанол, этилацетат, метанол и прочих. Нитрат меди применяется в синтезе органических и неорганических соединений. Вещество используется текстильной промышленностью для окрашивания и протравы тканей. В сельском хозяйстве применяется для производства фунгицидов, с помощью которых ведется борьба с заболеваниями грибкового происхождения у растений.

Химические свойства нитрата меди

Данное вещество обладает следующими свойствами:

• Разложением, которое происходит при нагревании нитрата. В результате реакции образуется оксид меди и диоксид азота, который используется для получения кислоты азотной в лабораторных условиях.
• Гидролизом, при котором нитрат меди диссоциирует в воде на ионы.
• Обменными реакциями, в результате которых происходит ионный обмен. Например, если вещество вступает в реакцию со щелочью, выпадает осадок голубого цвета, с фосфатом натрия - синего, с концентрированным аммиачным раствором - темно-синего, с кровяной солью желтого цвета - красного.

Нитрат меди: методы получения

В промышленных условиях соединение получают в результате разложения добытых в природе минералов, таких как руаит, герхардтит. В лабораториях данную методику не используют, так как не позволяют технические условия. Проще будет растворить металлическую двухвалентную медь, ее оксид и гидроксид. Для получения раствора используется нитратная кислота с высокой концентрацией.

Можно получить нитрат меди в результате реакции, для осуществления которой используется металлическая медь и тетраоксид диазот. Важным условием для этого является температура: она должна быть 80 О С.

Барий

Нитрат бария - это соли кислоты азотной, называют азотнокислым барием или бариевой селитрой. Вещество представляет собой негигроскопичные кристаллы без цвета, имеющие кубическую решетку. Растворимо в воде, но при более высокой температуре этот процесс происходит быстрее. В азотной кислоте большой концентрации и спирте не растворяется. Масса нитрата (молярная) составляет 261,337 г/моль, а плотность - 3,24 г/см 3 . Температура плавления равняется 595 О С. Получают промышленным и лабораторным способами. В природе встречается как минерал нитробарит, который является редким. Его впервые обнаружили в Чили.

Нитрат бария: химические реакции

Это вещество вступает в реакцию со многими соединениями:

• С кислотой серной, в результате чего происходит выпадение сульфата бария в осадок и образование раствора кислоты азотной.
• Если для взаимодействия берется сульфат калия, то в результате реакции образуется его нитрат, а в осадок выпадает сульфат бария.
• Вступает в реакцию с азотной кислотой и сульфатом бария.
• Кислота соляная и нитрат бария никогда не вступают в реакцию.

Нитрат бария: применение

Получение пероксида и оксида бария является основным применением нитратов. Реакции, с помощью которых это происходит, сопровождаются выделением токсичных веществ. Поэтому помещения должны иметь мощную вентиляцию. Пероксид бария используется для производства и отбеливания тканей, бумаги, применяется в составе глазури для изделий из керамики, для ее прочного закрепления. Нитрат бария широко применяется в пиротехнике для получения фейерверков зеленого цвета. Однако важно учитывать, что гигроскопичность вещества небольшая, поэтому для хранения нужны сухие помещения с хорошей вентиляцией. Бариевая селитра, кроме этого, - востребованное вещество для производства взрывчатых материалов.

Работая с реактивом, всегда следует помнить об опасности, подстерегающей человека в случае неправильного обращения с ним. Для азотнокислого бария в помещении для хранения выбирают отдельное место, так как этот нитрат воспламеняется очень легко. Если случится возгорание, пожар следует тушить большим количеством воды.

Нитрат серебра

Это вещество представляет собой кристаллы ромбической формы без цвета. Их внешний вид напоминает пластинки или кристаллические палочки белого цвета без запаха. Нитрат серебра обладает хорошей способностью растворяться в воде и других жидкостях, для этого достаточно 20 О С выше нуля. Его разложение происходит при температуре 300 О С. При воздействии света на него - темнеет. Вещество получают в результате взаимодействия серебра и азотной кислоты. Нитрат, таким образом, является результатом растворения серебра в кислоте.

Фармакологические свойства нитрата серебра

Это вещество обладает следующими свойствами, благодаря которым широко используется в медицине:

• Антисептическими.
• Бактериальными.
• Противовоспалительными.
• Прижигающими.
• Вяжущими.
• Противомикробными.

Нитрат идет на изготовление ляписа. При соприкосновении с кожей на ней появляются пятна черного цвета, а при длительном по времени контакте - ожоги большой глубины. Ляписом в медицине прижигают мелкие раны, трещины, папилломы, наросты, родинки, угри, бородавки. Широкое применение нитрат нашел в стоматологии, гомеопатии и других областях для лечения различных заболеваний.

Применение нитрата серебра в прошлом

Адский камень - другое название вещества, с давних пор используется в медицине. Раствор нитрата серебра раньше использовался многими отраслями медицины. Благодаря своим действиям он применялся при лечении язвы желудка. Пациентам назначали раствор в небольших дозах для приема внутрь. Им закапывали глазки новорожденным детям, а также использовали для профилактики гонорейного конъюнктивита у младенцев.

В настоящее время данный раствор используется ограниченно, так как выпускается много других средств, заменяющих его. Но прижигающему свойству препарата и сейчас придается большое значение: им прижигают эрозии, незаживающие раны. Препараты из нитрата серебра чаще всего назначают больным с заболеваниями носа и глотки.

Как производится бариевая селитра?

Существует несколько способов:

• За основу первого метода берется реакция нитрата натрия (селитры) с хлоридом бария. Получается горячий раствор, он остужается, а затем фильтруется и сушится. После этого происходит окисление отфильтрованного материала азотной кислотой. Затем снова осуществляется фильтрация и сушка.
• Основу второго способа составляет применение сульфата бария. Чтобы получить азотнокислый барий, проводят две реакции, а не одну.
• Третий способ применяют в лабораториях. Для получения безводной бариевой селитры удаляют молекулы воды. Сначала осуществляется процесс упаривания раствора, а затем сушки.

Нитраты в организме человека

Нитраты - это такие вещества, чрезмерное содержание которых в организме может вызвать серьезное отравление. Кроме этого, в результате действия микроорганизмов нитраты могут преобразоваться в нитриты. К такому превращению располагает кишечник, особенно при пониженной кислотности. Нитриты взаимодействуют с гемоглобином, в результате чего происходит образование метгемоглобина, не обладающего способностью к переносу кислорода. При такой ситуации наступает кислородное голодание организма. Норма метгемоглобина в крови - 2 %. Если его содержание повысится до 30, наступит сильное отравление, до 50 - смерть.

Нитраты в продуктах питания

Ошибочно считают, что содержанием нитратов богаты только покупные овощи, для выращивания которых использовались различные удобрения. Но это не совсем так. В домашних овощах, для роста и развития которых использовались органические удобрения, нитраты тоже присутствуют. В почву они переходят из навоза или куриного помета, а оттуда - к овощам.

Разные плоды и даже отдельные их части содержат нитраты разной концентрации. Так, например, их больше в кожуре огурцов, в кочерыжке и толстых прожилках капусты, в мякоти дыни или арбуза, расположенной ближе к корке. Внешний вид овоща может быть обманчивым. В крупных, ровных плодах нитратов больше, поэтому лучше выбирать средние по размеру. Если поверхность овоща покрыта уплотнениями, а срез имеет неравномерную окраску, то содержание нитратов в овоще велико. Уменьшить их количество помогает вымачивание и термическая обработка при открытой крышке.

Применение нитратов

Основное применение селитра нашла в сельском хозяйстве. Здесь нитраты используются в качестве удобрений. Азот, который берут растения из соли, необходим им при построении клеток и создании хлорофилла. Кроме этого, из нитратов получают стекло, лекарства. Они идут на производство взрывчатых веществ, пиротехнических средств, компонентов топлива для ракет. Их используют в качестве пищевых добавок при изготовлении колбас и других продуктов.

Азотная кислота HNO 3 - бесцветная жидкость, имеет резкий запах, легко испаряется. При попадании на кожу азотная кислота может вызвать сильные ожоги (на коже образуется характерное желтое пятно, его сразу же следует промыть большим количеством воды, а затем нейтрализовать содой NaHCO 3)

Азотная кислота

Молекулярная формула: HNO 3 , B(N) = IV, С.О. (N) = +5

Атом азота образует 3 связи с атомами кислорода по обменному механизму и 1 связь - по донорно-акцепторному механизму.

Физические свойства

Безводная HNO 3 при обычной температуре - бесцветная летучая жидкость со специфическим запахом (т. кип. 82,6"С).

Концентрированная «дымящая» HNO 3 имеет красный или желтый цвет, так как разлагается с выделением NO 2 . Азотная кислота смешивается с водой в любых соотношениях.

Способы получения

I. Промышленный - 3-стадийный синтез по схеме: NH 3 → NO → NO 2 → HNO 3

1 стадия: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

2 стадия: 2NO + O 2 = 2NO 2

3 стадия: 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3

II. Лабораторный - длительное нагревание селитры с конц. H 2 SO 4:

2NaNO 3 (тв.) +H 2 SO 4 (конц.) = 2HNO 3 + Na 2 SO 4

Ba(NO 3) 2 (тв) +H 2 SO 4 (конц.) = 2HNO 3 + BaSO 4

Химические свойства

HNO 3 как сильная кислота проявляет все общие свойства кислот

HNO 3 → H + + NO 3 -

HNO 3 - очень реакционноспособное вещество. В химических реакциях проявляет себя как сильная кислота и как сильный окислитель.

HNO 3 взаимодействует:

а) с оксидами металлов 2HNO 3 + CuO = Cu(NO 3) 2 + H 2 O

б) с основаниями и амфотерными гидроксидами 2HNO 3 + Cu(OH) 2 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O

в) с солями слабых кислот 2HNO 3 + СaСO 3 = Ca(NO 3) 2 + СO 2 + H 2 O

г) с аммиаком HNO 3 + NH 3 = NH 4 NO 3

Отличие HNO 3 от других кислот

1. При взаимодействии HNO 3 с металлами практически никогда не выделяется Н 2 , так как ионы H + кислоты не участвуют в окислении металлов.

2. Вместо ионов H + окисляющее действие оказывают анионы NO 3 - .

3. HNO 3 способна растворять не только металлы, расположенные в ряду активности левее водорода, но и малоактивные металлы - Си, Аg, Нg. В смеси с HCl растворяет также Au, Pt.

HNO 3 - очень сильный окислитель

I. Окисление металлов:

Взаимодействие HNO 3: а) с Me низкой и средней активности: 4HNO 3 (конц.) + Сu = 2NO 2 + Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O

8HNO 3 (разб.) + ЗСu = 2NO + 3Cu(NO 3) 2 + 4H 2 O

б) с активными Me: 10HNO 3 (разб.) + 4Zn = N 2 O + 4Zn(NO 3) 2 + 5H 2 O

в) с щелочными и щелочноземельными Me: 10HNO 3 (оч. разб.) + 4Са = NH 4 NO 3 + 4Ca(NO 3) 2 + 3H 2 O

Очень концентрированная HNO 3 при обычной температуре не растворяет некоторые металлы, в том числе Fe, Al, Cr.

II. Окисление неметаллов:

HNO 3 окисляет Р, S, С до их высших С.О., сама при этом восстанавливается до NO (HNO 3 разб.) или до NO 2 (HNO 3 конц).

5HNO 3 + Р = 5NO 2 + H 3 PO 4 + H 2 O

2HNO 3 + S = 2NO + H 2 SO 4

III. Окисление сложных веществ:

Особенно важными являются реакции окисления сульфидов некоторых Me, которые не растворяются в других кислотах. Примеры:

8HNO 3 + PbS = 8NO 2 + PbSO 4 + 4H 2 O

22HNO 3 + ЗСu 2 S = 10NO + 6Cu(NO 3) 2 + 3H 2 SO 4 + 8H 2 O

HNO 3 - нитрующий агент в реакциях органического синтеза

R-Н + НО-NO 2 → R-NO 2 + H 2 O

С 2 Н 6 + HNO 3 → C 2 H 5 NO 2 + H 2 O нитроэтан

С 6 Н 5 СН 3 + 3HNO 3 → С 6 Н 2 (NO 2) 3 СН 3 + ЗH 2 O тринитротолуол

С 6 Н 5 ОН + 3HNO 3 → С 6 Н 5 (NO 2) 3 OH + ЗH 2 O тринитрофенол

HNO 3 этерифицирует спирты

R-ОН + НO-NO 2 → R-O-NO 2 + H 2 O

С 3 Н 5 (ОН) 3 + 3HNO 3 → С 3 Н 5 (ONO 2) 3 + ЗH 2 O тринитрат глицерина

Разложение HNO 3

При хранении на свету, и особенно при нагревании, молекулы HNO 3 разлагаются за счет внутримолекулярного окисления-восстановления:

4HNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O

Выделяется красно-бурый ядовитый газ NO 2 , который усиливает агрессивно-окислительные свойства HNO 3

Соли азотной кислоты - нитраты Me(NO 3) n

Нитраты - бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворяются в воде. Имеют химические свойства, характерные для типичных солей.

Отличительные особенности:

1) окислительно-восстановительное разложение при нагревании;

2) сильные окислительные свойства расплавленных нитратов щелочных металлов.

Термическое разложение

1. Разложение нитратов щелочных и щелочноземельных металлов:

Me(NO 3) n → Me(NO 2) n + O 2

2. Разложение нитратов металлов, стоящих в ряду активности металлов от Mg до Cu:

Me(NO 3) n → Ме x О y + NO 2 + O 2

3. Разложение нитратов металлов, стоящих в ряду активности металлов превее Cu:

Me(NO 3) n → Ме + NO 2 + O 2

Примеры типичных реакций:

1) 2NaNO 3 = 2NaNO 2 + O 2

2) 2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

3) 2AgNO 3 = 2Ag + 2NO 2 + O 2

Окислительное действие расплавов нитратов щелочных металлов

В водных растворах нитраты, в противоположность HNO 3 , почти не проявляют окислительной активности. Однако расплавы нитратов щелочных металлов и аммония (селитр) являются сильными окислителями, поскольку разлагаются с выделением активного кислорода.

В 2014 году Российский институт потребительских испытаний проводил тесты на безопасность импортных овощей. Это исследование показало, что из пяти видов проверенных овощей четыре опасны для употребления в пищу. Они содержали запрещенные пестициды и нитраты.

В 2016 году институт провел повторную проверку овощной продукции в сети супермаркетов в г. Москва, которая выявила, что более половины отечественных огурцов содержат нитраты в превышенной концентрации. Интересно, что из 12 образцов огурцов разных марок две содержали крайне опасное для человека количество нитратов. Употребление таких овощей людьми с хроническими заболеваниями может привести к серьезным последствиям для здоровья. Что касается томатов, то проверка показала допустимые пределы содержания нитратов. Однако, существует другая проблема — это высокая концентрация пестицидов в томатах. Во всех образцах из Испании, Турции, Марокко, Узбекистана и России были обнаружены неразрешенные пестициды (пириметанил, хлорпирифос, фипронил, о-фенилфенол).

Существует мнение, что проблема нитратов является лишь выдумкой, созданной для того, чтобы отвлечь покупателей от реальных глобальных проблем с запрещенными пестицидами. Известно, что пестициды вызывают онкологические заболевания, а также серьезные генетические мутации. Заметим, что для определения пестицидов нет и карманных бытовых приборов, в отличие от тестеров на нитраты, о которых речь пойдет ниже.

В настоящий момент нет подробных исследований, указывающих на то, что употребление нитратов в пищу снижает продолжительность жизни. Однако, абсолютно точно установлено, что для детей до трех лет и людей, страдающих, бронхиальной астмой, желудочно-кишечными заболеваниями, заболеваниями щитовидной железы, даже небольшие концентрации нитратов могут привести к серьезным отравлениям и даже к летальному исходу.

Что собой представляют нитраты? Научный подход

Нитраты — это кристаллические белые вещества. С химической точки зрения нитраты представляют собой соли азотной кислоты и могут быть получены синтетическим путем. Нитраты не разрушаются при комнатной температуре и хорошо растворимы в воде.

При нагревании нитраты разлагаются с образованием солей нитритов, металлов, кислорода, оксидов азота, которые так же растворимы в воде. Это является важным моментом, поскольку человек состоит из воды более чем на 50%. Тело новорожденного содержит почти 80% воды, а зародыша — 98%. Таким образом, при съедании нитратного овоща, соли сразу проникают во все биологические жидкости, вступая затем в реакции с образованием нитритов и других веществ.

Откуда нитраты появляются в фруктах и овощах

Небольшое количество нитратов содержатся во всех овощах и фруктах, так как эти соли участвуют в круговороте азота в природе. Из-за своей дешевизны нитраты являются также самыми распространенными минеральными удобрениями во всем мире. Их используют для повышения урожайности.

Наибольшее количество нитратов накапливается в овощах и фруктах, выращенных в тепличных условиях.

Cтоит отметить, что разные культуры имеют разную способность накапливать нитраты. Максимальный уровень нитратов обнаруживается в листовом салате из-за наличия большой системы капилляров и жилок в листьях, а также в помидорах и огурцах, выращенных в теплице вне сезона. Поэтому очень важно покупать сезонные овощи и фрукты в зависимости от региона проживания.

Кроме того, не стоит забывать, что во многие промышленно выпускаемые копченые изделия из мяса также добавляют нитраты.

Чем опасны нитраты для человека

Научно доказано, что нитраты для человека безопасны. Однако, попадая в организм, они под влиянием различных факторов могут переходить в другие соли — нитриты, а также в канцерогенные производные аминов. Например, гемоглобин крови при взаимодействии с нитритами образует производное, не способное переносить кислород. Таким образом, в организме человека при повышенной концентрации нитратов может возникнуть кислородный голод и затем отравление. Каждый организм индивидуален, поэтому симптомы отравления могут развиться спустя час после съеденного овоща, а может пройти и около 5-6 часов.

Симптомы отравления нитратами

Симптомами отравления на первом этапе являются:

• тошнота,
• пониженное артериальное давление,
• рвота или диарея,
• болезненность в области печени.

Следующим этапом отравления нитратами может стать:

• сильная головная боль,
• слабость,
• судороги тела,
• потеря сознания.

Нередко именно такие симптомы описывают люди, съевшие арбуз, содержащий опасную концентрацию нитратов. Обычно такое случается вначале «арбузного» сезона (июнь-начало июля), когда производители с целью повышения урожайности прибегают к удобрениям.

Прогностическое влияние нитратов на организм: нитраты могут снижать содержание витаминов и питательных веществ в организме. Например, известна активная биохимическая реакция с йодом. Как следствие завышенная доза нитратов может повлиять на работу щитовидной железы. Если вспомнить, что жители центральных регионов нашей страны испытывают чрезвычайный дефицит йода, то можно только предположить, как нитраты могут навредить здоровью эндокринной системы.

Существует ли норма употребления нитратов в организме?

Существует такое понятие, как предельная допустимая концентрация нитратов (ПДК) для человека в сутки. ВОЗ установила этот показатель для человека – 3,7 мг нитратов на 1 кг массы тела .

При этом в каждой стране он может изменяться. Например, в Германии это 50-100 мг в сутки, в Америке - 400-500 мг, в странах Узбекистана, Армении, Грузии — 300 мг.

В России этот вопрос регулируется постановлением N 36 от 14 ноября 2001 г. Главного государственного сан.врача «О введении в действие сан. правил». В данном постановлении для каждого продукта определено максимальное содержание нитратов на килограмм продукта.

Но и тут существуют подводные камни. Даже если овощи содержат предельно допустимое количество нитратов, то превысить эту норму очень легко. Например, если съесть не 100-200 г, а 300 г листового салата.

Существуют и приборы, которые, как нам обещает производитель, позволят установить концентрацию нитратов и подскажут, опасная она или нет для конкретного продукта. Сегодня на рынке эти тестеры-нитратомеры представлены в основном двумя фирмами российского и китайского производства, средняя розничная цена от 5-6 тыс. руб. Другие приборы не являются бытовыми, они рассчитаны на использование профессионалами в условиях лаборатории.

Принцип работы нитратомера основан на измерении электропроводности среды. Из школьного курса химии нам известно, что содержание всех без исключения солей влияет на электропроводность раствора. То есть получается, что тестер будет показывать не только избирательную концентрацию нитратов в овощах, а содержание всех солей. А ведь известно, что, например, помидоры содержат в себе соли калия, меди, магния, а еще хлора, если поливать помидоры обычной водопроводной водой. Следовательно, нитратомер уже заведомо будет искажать значение.

Если вы уже приобрели нитратомер, то можете провести простой опыт, доказывающий сказанное выше. Можете сначала определить нитраты в любом овоще или фрукте, а затем посолить их и снова воспользоваться тестером. При этом вы увидите, что нитратомер определяет завышение концентрации нитратов примерно в 3 раза, хотя добавили вы обычную соль.

Вывод: нитратомеры не производят химический анализ продуктов, а измеряют лишь электропроводимость среды, которая зависит не только от нитратов, но и от содержания любых солей.

Так стоит ли покупать тестер?

Лабораторные испытания нитрат-тестеров: исследования в настоящий момент проведены в лаборатории при Московском государственном университете пищевых производств под руководством ведущего научного сотрудника, кандидата биологических наук Александра Юрьевича Колеснова. Ученый доказал, что оба прибора показывают превышение концентрации нитратов в 5-10 раз в сравнении с определённой химическим методом в лаборатории.

Между тем, в инструкции к нитратомеру прописано, что он определяет содержание ионов, в том числе нитратов, а его погрешность измерения составляет 30%. Закладывая такую погрешность прибора, производитель заведомо уходит от ответственности, ограждая себя тем самым от ненужных споров. Производители тестеров доказывают, что они учли и то, что концентрация солей в разных овощах и фруктах будет отличаться, и ввели поправочный коэффициент на это. Например, для помидора характерно большее содержание солей, чем для огурцов. Но и здесь производитель лукавит.

А. Ю. Колеснов в своих исследованиях пришел к выводу, что содержание солей является величиной, зависимой от условий выращивания, например, от места произрастания и типа почвы. Кроме того, влияют на содержание солей и климатические условия, количество осадков, а также условия хранения плодов после сборки урожая. Поэтому точно предсказать, сколько солей будет в овощах, невозможно. Учитывая такие обстоятельства, погрешность прибора может составить 1000%.

Вывод: не стоит приобретать нитратомер, так как этот прибор не показывает реальное содержание нитратов, а учитывает все соли в растительном продукте.

Как уберечь себя от нитратов

Правило №1 Соблюдайте условия хранения овощной продукции!

Содержание нитратов в овощах существенно снижается при их правильном хранении. Если вы храните картофель в сухом проветриваемом помещении, то уже к февралю содержание нитратов снизится в нем на 30%. Немаловажным фактором является и температура хранения. Не зря 30 лет назад практически у каждого в семье были погреба для хранения. Считается, что идеальной для сохранности овощей является температура в 2-5 ºС. Чем выше температура хранения, тем выше риск перехода нитратов в нитриты.

При закладке на хранение овощи должны быть сухими и без механических повреждений. В противном случае микробы на поверхности овоща будут перерабатывать нитраты в нитриты.

Правило № 2 Выбирайте только сезонные овощи и фрукты в зависимости от вашего места жительства.

Правило № 3 Делайте домашние заготовки овощей и фруктов впрок .

Многие сегодня отказываются от маринования овощей на зиму. Большинство витаминов и полезных веществ теряется при консервировании, а из-за повышенного содержания соли в консервации употреблять маринованные овощи некоторым людям, страдающим скачками давления, бывает вредно. Однако, научно доказано, что в соленых и маринованных овощах содержание нитратов существенно снижается. Спустя две недели после засолки нитраты переходят в рассол и их количество снижается.

Хорошая новость к Великому посту: самыми безвредными маринады считаются к весне, когда количество нитратов может снижаться в два раза.

Кроме того, эффективным методом сохранения овощей и фруктов является их заморозка или сушка.

Правило № 4 Употребляйте те части овощей, в которых нитраты накапливаются в меньшей степени.

• В листовых салатах наибольшая концентрация обнаружена в центральных стеблевых остовах и ближе к корню.
• У укропа, петрушки, кинзы следует выбрасывать стебли.
• С капусты необходимо снимать первые листья, а кочерыжку выкидывать.
• Огурцы и редис накапливают нитраты в кожуре и в разных концах овоща, поэтому их лучше почистить перед употреблением.
• Также около плодоножки накапливаются нитраты у кабачков и баклажанов.
• В дынях и арбузах самая большая концентрация нитратов в корке.
• У свеклы большинство нитратов в верхней и нижней части корнеплода, а у моркови в кожице и в сердцевине.

Правило № 5 Заведите домашний огород.

Выращивать зелень, зеленый лук и листовой салат можно круглый год на подоконнике. Так вы обезопасите себя от лишнего употребления нитратов. Например, полезный кресс-салат уже через 2-3 недели после появления всходов можно употреблять в пищу. Лук является самым неприхотливым и быстро растущим растением для домашнего огорода.
Такие сорта салата, как Витаминный, Новогодний и Лолло Росса, также не требуют дополнительного света и тепла.

Азотная кислота представляет собой одноосновную кислоту, которая подвергается диссоциации в водном растворе согласно следующему уравнению:

HNO 3 ↔ H + + NO 3 — .

тем самым образуя соли - нитраты (NaNO 3 - нитрат натрия, Ca(NO 3) 2 - нитрат кальция, Al(NO 3) 3 -нитрат алюминия и т.д.).

В обычных условиях нитраты представляют собой твердые вещества с ионной кристаллической решеткой, хорошо растворимые в воде.

Химические формулы нитратов

Химические формулы нитратов рассмотрим на примере NaNO 3 - нитрата натрия, Ca(NO 3) 2 - нитрата кальция, Al(NO 3) 3 -нитрата алюминия. Химическая формула показывает качественный и количественный состав молекулы (сколько и каких атомов входит в конкретное соединение) По химической формуле можно вычислить молекулярную массу хлоридов (Ar(Na) = 23 а.е.м., Ar(N) = 14 а.е.м., Ar(Ca) = 40 а.е.м., Ar(Al) = 27 а.е.м.):

Mr(NaNO 3) = Ar(Na) + Ar(N) + 3×Ar(O);

Mr(NaNO 3) = 23 + 14 + 3×16 = 23 + 14 + 48 = 85.

Mr(Ca(NO 3) 2) = Ar(Ca) + 2×Ar(N) + 6×Ar(O);

Mr(Ca(NO 3) 2) = 40 + 2×14 + 6×16 = 40 + 28 + 96 = 164.

Mr(Al(NO 3) 3) = Ar(Al) + 3×Ar(N) + 9×Ar(O);

Mr(Al(NO 3) 3) = 27 + 3×14+ 9×16 = 27 + 42+ 144 = 213.

Графические (структурные) формулы нитратов

Структурная (графическая) формула является более наглядной. Рассмотрим структурные формулы нитратов на примере все тех же NaNO 3 - нитрата натрия, Ca(NO 3) 2 - нитрата кальция, Al(NO 3) 3 -нитрата алюминия.

Рис. 1. Структурная формула нитрата натрия.

Рис. 2. Структурная формула нитрата кальция.

Рис. 3. Структурная формула нитрата алюминия.

Ионная формула

Нитраты представляют собой средние соли способные диссоциировать на ионы в водном растворе:

NaNO 3 ↔ Na + + NO 3 — ;

Ca(NO 3) 2 ↔ Ca 2+ + 2NO 3 — ;

Al(NO 3) 3 ↔ Al 3+ + 3NO 3 — .

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание	Найдите формулу вещества, если его плотность по водороду равна 67,5, а состав выражается следующими массовыми долями элементов: 23,7% серы, 23,7% кислорода и 52,65% хлора.
Решение	Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле: ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (сера), «у» (кислород) и «z» (хлор). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел): x:y:z = ω(S)/Ar(S) : ω(O)/Ar(O) : ω(Cl)/Ar(Cl); x:y:z= 23,7/32: 23,7/16: 52,65/35,5; x:y:z= 0,74: 1,48: 1,48 = 1: 2: 2. Значит простейшая формула соединения серы, кислорода и хлора будет иметь вид SO 2 Cl 2 и молярную массу 135 г/моль. Значение молярной массы вещества можно определить при помощи его плотности по водороду: M substance = M(H 2) × D(H 2) ; M substance = 2 × 67,5 = 135 г/моль. Чтобы найти истинную формулу соединения найдем отношение полученных молярных масс: M substance / M(SO 2 Cl 2) = 135 / 135 = 1. Значит простейшая формула соединения серы, кислорода и хлора совпадает с молекулярной и имеет вид SO 2 Cl 2 . Это сульфурилхлорид.
Ответ	SO 2 Cl 2 . Это сульфурилхлорид

ПРИМЕР 2

Задание	При полном сгорании на воздухе 7,4 г кислородсодержащего органического соединения образовалось 6,72 л (н.у.) углекислого газа и 5,4 мл воды. Выведите простейшую формулу этого соединения.
Решение	Составим схему реакции сгорания органического соединения обозначив количество атомов углерода, водорода и кислорода за «x», «у»и «z» соответственно: C x H y O z + O z →CO 2 + H 2 O. Определим массы элементов, входящих в состав этого вещества. Значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел: Ar(C) = 12 а.е.м., Ar(H) = 1 а.е.м., Ar(O) = 16 а.е.м. m(C) = n(C)×M(C) = n(CO 2)×M(C) = ×M(C); m(H) = n(H)×M(H) = 2×n(H 2 O)×M(H) = ×M(H); m(H) =. Рассчитаем молярные массы углекислого газа и воды. Как известно, молярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (M = Mr): M(CO 2) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12+ 2×16 = 12 + 32 = 44 г/моль; M(H 2 O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 г/моль. m(C) = ×12 = 3,6 г; m(H) = = 0,6 г. m(O) = m(C x H y O z) - m(C) - m(H) = 7,4 - 3,6 - 0,6 = 3,2 г. Определим химическую формулу соединения: x:y:z = m(C)/Ar(C) : m(H)/Ar(H) : m(O)/Ar(O); x:y:z= 3,6/12:0,6/1:3,2/16; x:y:z= 0,3: 0,6: 0,2 = 1,5: 3: 1 = 3: 6: 2. Значит простейшая формула соединения имеет вид C 3 H 6 O 2 .
Ответ	C 3 H 6 O 2