Натриум нитрит

Натриум нитрит — неорганско соединение со хемиска формула NaNO₂. Тоа е бел до малку жолтеникав кристален прав кој е многу растворлив во вода и е хигроскопен. Од индустриска перспектива, таа е најважната нитритна сол. Тој е прекурсор на различни органски соединенија, како што се фармацевтски производи, бои и пестициди, но веројатно е најдобро познат како додаток на храна што се користи во преработеното месо и (во некои земји) во производите од риба.

Употреба

Индустриска хемија

Главната употреба на натриум нитрит е за индустриско производство на органонитрогени соединенија. Тоа е реагенс за конверзија на амини во диазо соединенија, кои се клучни претходници на многу бои, како што се диазо боите. Нитросо соединенијата се произведуваат од нитрити. Тие се користат во индустријата за гума.

Се користи во различни металуршки примени, за фосфатирање и детинирање.

Натриум нитритот е ефикасен инхибитор на корозија и се користи како додаток во индустриските масти, како воден раствор во системи за ладење со затворена јамка и во стопена состојба како медиум за пренос на топлина.

Додаток за храна и конзерванс

Натриум нитрит се користи за забрзување на стврднувањето на месото и исто така дава привлечна розова боја. Нитритот реагира со миоглобинот од месото и предизвикува промени во бојата, прво се претвора во нитрозомиоглобин (светло црвен), а потоа, при загревање, во нитрозохемохром (розов пигмент).

Историски гледано, солта се користела за зачувување на месото. Месниот производ зачуван со сол обично имал кафеаво-сива боја. Кога ќе се додаде натриум нитрит со солта, месото добива црвена, а потоа розова боја, која е поврзана со сувомеснато како шунка, сланина, виршли и болоња.

Во раните 1900-ти, нередовното лекување беше вообичаено. Ова доведе до понатамошни истражувања околу употребата на натриум нитрит како додаток во храната, стандардизирајќи ја количината присутна во храната за да се минимизира потребната количина додека ја максимизираше неговата улога како додаток на храната. Преку ова истражување, откриено е дека натриум нитритот му дава вкус и боја на месото и ја инхибира оксидацијата на липидите што доведува до труење, со различни степени на ефикасност за контролирање на растот на микроорганизмите што предизвикуваат болести. Способноста на натриум нитритот да ги реши горенаведените прашања доведе до производство на месо со продолжен рок на складирање и ја подобри посакуваната боја и вкус. Според научниците кои работат за месната индустрија, нитритот ја подобрил безбедноста на храната. Овој став е оспорен во светлината на неговата неефикасност против ботулизмот и можните канцерогени ефекти предизвикани од додавање нитрити во месото.

Нитритот има Е број E250. На ист начин се користи и калиум нитрит (Е249). Тој е одобрен за употреба во ЕУ, САД и Австралија и Нов Зеланд.

Во преработката на месо, натриум нитрит никогаш не се користи во чиста состојба, туку секогаш се меша со обична сол. Оваа мешавина е позната како нитритирана сол, сол за лекување или нитритирана сол за лекување. Во Европа, нитритираната сол за лекување содржи помеѓу 99,1% и 99,5% обична сол и помеѓу 0,5% и 0,9% нитрити. Во САД, нитритираната сол за лекување се дозира со 6% и мора повторно да се измеша со сол пред употреба.

Боја и вкус

Изгледот и вкусот на месото е важна компонента на прифаќањето на потрошувачите. Натриум нитрит е одговорен за посакуваната црвена боја (или засенчена розова) на месото. Многу малку нитрити се потребни за да се предизвика оваа промена. Пријавено е дека се потребни само 2 до 14 делови на милион (ppm) за да се предизвика оваа посакувана промена на бојата. Меѓутоа, за да се продолжи животниот век на оваа промена на бојата, потребни се значително повисоки нивоа. Механизмот одговорен за оваа промена на бојата е формирањето на нитрозилирачки агенси од нитрит, кој има способност да пренесува азотен оксид кој последователно реагира со миоглобинот за да ја произведе бојата на суво месо. На уникатниот вкус поврзан со суво месо влијае и додавањето на натриум нитрит. Сепак, механизмот на оваа промена во вкусот сè уште не е целосно разбран.

Инхибиција на растот на микробите

Студија од 2018 година на Британската асоцијација на производители на месо утврди дека законски дозволените нивоа на нитрити немаат ефект врз растот на бактеријата Clostridium botulinum која предизвикува ботулизам, во согласност со мислењето на Советодавниот комитет за микробиолошка безбедност на храната на ОК дека нитритите не се потребни за да се спречи растот на C. botulinum и да се продолжи рокот на траење. Во некои земји, сувомесните производи се произведуваат без нитрити. На пример, шунката од Парма, која се произведува без нитрити од 1993 година, беше пријавена во 2018 година дека не предизвикала случаи на ботулизам.

Натриум нитрит покажа различни степени на ефикасност за контролирање на растот на други микроорганизми кои предизвикуваат расипување или болести. Иако инхибиторните механизми не се добро познати, неговата ефикасност зависи од неколку фактори, вклучувајќи го резидуалното ниво на нитрити, pH, концентрацијата на сол, присутните редуктиви и содржината на железо. Типот на бактерии, исто така, влијае на ефикасноста на натриум нитритот. Општо е прифатено дека натриум нитритот не е ефикасен за контрола на Грам-негативните цревни патогени како што се Salmonella и Escherichia coli.

Други прехранбени адитиви (како што се лактат и сорбат) обезбедуваат слична заштита од бактерии, но не ја даваат саканата розова боја.

Инхибиција на липидна пероксидација

Натриум нитрит е исто така способен ефективно да го одложи развојот на оксидативната ранцидност. Липидната пероксидација се смета за главна причина за влошување на квалитетот на месните производи (ранцидност и неапетитни вкусови). Натриум нитрит делува како антиоксиданс во механизам сличен на оној одговорен за ефектот на боење. Нитритот реагира со хем белковините и металните јони, неутрализирајќи ги слободните радикали со азотен оксид (еден од неговите нуспроизводи). Неутрализацијата на овие слободни радикали го прекинува циклусот на липидна оксидација што доведува до ранцидност.

Лекови

Натриум нитрит се користи како лек заедно со натриум тиосулфат за лекување на труење со цијанид. Се препорачува само во тешки случаи на труење со цијанид. Кај оние кои имаат и труење со цијанид и труење со јаглерод моноксид обично се препорачува само натриум тиосулфат. Се дава со бавно инјектирање во вена.

Несаканите ефекти може да вклучуваат низок крвен притисок, главоболка, отежнато дишење, губење на свеста и повраќање. Треба да се посвети поголемо внимание кај луѓето со основна срцева болест. Нивоата на метхемоглобин кај пациентот треба редовно да се проверуваат за време на третманот. Иако не е добро проучен за време на бременоста, постојат некои докази за потенцијална штета на бебето. Се верува дека натриум нитритот делува така што создава метхемоглобин кој потоа се врзува со цијанидот и на тој начин го отстранува од митохондриите.

Натриум нитрит влезе во медицинска употреба во 1920-тите и 1930-тите. Се наоѓа на списокот на есенцијални лекови на Светската здравствена организација.

Самоубиство

Неколку академски публикации во 2020 и 2021 година дискутираа за токсичноста на натриум нитрит и очигледно неодамнешно зголемување на самоубиствата од користење на натриум нитрит кои биле нарачани преку Интернет. Многу е дискутирано на форуми за самоубиства, првенствено Санкционирано самоубиство. Натриум нитрит исто така беше виновник за McCarthy et al. v Тужба на Амазон во која се тврди дека Амазон свесно помогнал во смртта на здрави деца продавајќи им „комплети за самоубиство“ бидејќи функцијата „често купени заедно“ на Амазон препорачува заедно да се купат натриум нитрит, антиеметици и книга со упатства за самоубиство. Интернет-пазарот eBay глобално ја забрани продажбата на натриум нитрит од 2019 година.

Токсичност

Натриум нитрит е токсичен. The LD₅₀ кај стаорци е 180 mg/kg и кај човечки LD_Lo е 71 mg/kg. Сепак, смртта со ингестија на натриум нитрит може да се случи при помали дози. Натриум нитрит се користел за убиства. За да се спречи случајна интоксикација, натриум нитрит (помешан со сол) што се продава како додаток на храна во САД е обоен во светло розова боја за да се избегне погрешно мешање со обична сол или шеќер. Во други земји, нитритираната сол за лекување не се бои, туку е строго регулирана.

Појава кај зеленчукот

Нитритите природно не се наоѓаат во зеленчукот во значителни количини. Варењето зеленчук не влијае на нивото на нитрити.

Присуството на нитрити во животинското ткиво е последица на метаболизмот на азотен оксид, важен невротрансмитер. Азотниот оксид може да се создаде de novo од азотен оксид синтаза користејќи аргинин или од проголтан нитрит.

Свињи

Поради високото ниво на токсичност на натриум нитрит за свињите (Sus scrofa), тој сега се развива во Австралија за контрола на дивите свињи. Натриум нитритот предизвикува метхемоглобинемија кај свињите, т.е. ја намалува количината на кислород што се ослободува од хемоглобинот, па животното ќе се онесвести, а потоа ќе умре на хуман начин откако прво ќе биде онесвестено. Одделот за паркови и диви животни во Тексас управува со истражувачки капацитет во областа за управување со дивиот свет Кер, каде што ги испитува преференциите за хранење на диви свињи и тактиките на мамки за администрирање на натриум нитрит.

Рак

Канцерогеноста е способност или тенденција на хемикалија да индуцира тумори, да ја зголеми нивната инциденца или малигнитет или да го скрати времето на појава на туморот.

Се покажа дека додавањето нитрити во месото создава познати канцерогени материи како што се нитрозамините; Светската здравствена организација (СЗО) советува дека секои 50 g (1,8 oz) „преработено месо“ што се јаде на ден ќе го зголеми ризикот од добивање рак на дебелото црево за 18% во текот на животот. Прегледот на Светската здравствена организација на повеќе од 400 студии заклучи, во 2015 година, дека има доволно докази дека „преработеното месо“ предизвикува рак, особено рак на дебелото црево; како канцерогени за луѓето (група 1); „преработено месо“ што значи месо кое е трансформирано преку солење, лекување, ферментација, пушење или други процеси за да се подобри вкусот или да се подобри зачувувањето.).

Нитрозамините може да се формираат за време на процесот на стврднување што се користи за зачувување на месото, кога месото обработено со натриум нитрит се готви, а исто така и од реакцијата на нитритот со секундарните амини под кисели услови (како што се случува во човечкиот желудник). Диететски извори на нитрозамини вклучуваат американско суво месо сочувано со натриум нитрит, како и сушена солена риба што се јаде во Јапонија. Во 1920-тите, значителна промена во американските практики за лекување месо резултираше со намалување од 69% во просечната содржина на нитрити. Овој настан му претходеше на почетокот на драматичното намалување на смртноста од рак на желудник. Околу 1970 година, беше откриено дека аскорбинската киселина (витамин Ц), антиоксиданс, го инхибира формирањето на нитрозамин. Следствено, потребно е додавање на најмалку 550 ppm аскорбинска киселина во месото произведено во САД. Производителите понекогаш наместо тоа користат ериторбинска киселина, поевтин, но подеднакво ефикасен изомер на аскорбинска киселина. Дополнително, производителите може да вклучат α-токоферол (витамин Е) за дополнително да го инхибираат производството на нитрозамин. α-токоферол, аскорбинска киселина и ериторбинска киселина го инхибираат производството на нитрозамин со нивните оксидационо-редуцирачки својства. Аскорбинската киселина, на пример, формира дехидроаскорбинска киселина кога се оксидира, која кога е во присуство на нитросониум, моќен нитрозационен агенс формиран од натриум нитрит, го редуцира нитросониумот во азотен оксид Азотен анхидрид, нестабилен азотен оксид кој не може да постои in vitro, е вообичаено погрешно означен азотен анхидрид.

Внесувањето нитрити во услови кои резултираат со ендогена нитрозација е класифицирано како „веројатно канцерогено за луѓето“ од страна на Меѓународната агенција за истражување на ракот (IARC).

Потрошувачката на натриум нитрит исто така е поврзана со предизвикување мигрена кај поединци кои веќе ги доживуваат.

Една студија откри корелација помеѓу многу честaтa ингестија на месо излечено со розова сол и ХОББ формата на белодробно заболување. сепак, тимот не ја докажа теоријата на нитрити. Дополнително, студијата не докажува дека нитритите или сувото месо предизвикуваат повисоки стапки на ХОББ. Истражувачите навистина се прилагодиле на многу фактори на ризик за ХОББ, но тие коментираат дека не можат да ги исклучат сите можни немерливи причини или ризици за ХОББ.

Производство

Индустриското производство на натриум нитрит следи еден од двата процеса, редукција на нитратните соли или оксидацијата на пониските азотни оксиди.

Еден метод користи стопен натриум нитрат како сол и олово кое се оксидира, додека посовремен метод користи филови од старо железо за да го редуцира нитратот.

Почесто користен метод вклучува општа реакција на азотни оксиди во алкален воден раствор, со додавање на катализатор. Точните услови зависат од тоа кои азотни оксиди се користат и каков е оксидантот, бидејќи условите треба внимателно да се контролираат за да се избегне прекумерна оксидација на азотниот атом.

Натриум нитрит исто така е произведен со редукција на нитратните соли со изложување на топлина, светлина, јонизирачко зрачење, метали, водород и електролитичка редукција.

Хемиски реакции

Во лабораторија, натриум нитрит може да се користи за уништување на вишокот натриум азид.

$2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}{\phantom{A}}_3+2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+4\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}⟶3\mathrm{N}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{N}\mathrm{O}+4\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}^{+}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Над 330 °C натриум нитрит се распаѓа (во воздух) до натриум оксид, азотен моноксид и азот диоксид.

$2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{N}\mathrm{O}+\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Натриум нитрит може да се користи и за производство на азотна киселина:

$2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶2\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$

Азотната киселина потоа, во нормални услови, се распаѓа:

$2\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{N}\mathrm{O}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Добиениот азот диоксид се хидролизира до мешавина од азотни и азотести киселини:

$2\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$

Означување на изотоп ¹⁵N

¹⁵N изотоп збогатен NaNO₂

Во органската синтеза, може да се користи збогатен со изотоп натриум нитрит-¹⁵N наместо нормален натриум нитрит бидејќи нивната реактивност е речиси идентична во повеќето реакции.

Добиените производи носат изотоп ¹⁵N и оттука азот NMR може ефикасно да се спроведе. Предлошка:Clear

Наводи

Извори

• Предлошка:Cite journal
• Предлошка:Cite journal
• Предлошка:Cite journal
• Предлошка:Cite journal
• Предлошка:Cite journal
• Предлошка:Cite journal
• Предлошка:Cite journal
• Предлошка:Cite journal
• Предлошка:Cite journal
• Предлошка:Cite journal

Дополнителна литература

• Предлошка:Cite journal

Надворешни врски

• Drug information portal at the U.S. National Library of Medicine
• International Chemical Safety Card 1120.
• Nitrite in Meat