Что такое нитраты кратко

Обновлено: 02.07.2024

Нитратами называются соли или эфирсы азотной кислоты, имеющие в своем составе однозарядный анион NO₃ - . Устаревшее название нитратов - селитры. В наше время их можно получить воздействием азотной кислоты на металлы, соли, оксиды и гидроксиды. Большинство нитратов обладают хорошей растворимостью в воде. В расплавленном виде нитраты являются сильными окислителями, тогда как в растворе они не проявляют окислительных свойств. В нормальных условиях нитраты устойчивы.

В текущее время основное применение солей азотной кислоты - это производство минеральных удобрений, взрывчатых веществ, в пиротехнике и при производстве ракетного топлива. Кроме того эти вещества применяются в медицине в качестве лекарств и как пищевые добавки при изготовлении мясопродуктов.

2. Физиологическая роль нитратов в организме.

Окисленные и восстановленные формы кислородсодержащих соединений азота постоянно присутствуют в любых живых организмах. Они играют важную роль в процессе жизнедеятельности. Нитраты образуются в процессе обмена азотсодержащих веществ в любом нормально функционирующем растительном и животном организме. Продукты обмена нитратов отвечают за нормальную работу сердечнососудистой, желудочно-кишечной и нервной систем.

В растительных организмах связанный в нитратах азот - это важнейший элемент питания: он входит в состав белков, хлорофилла, алкалоидов. Соединения азота играют важную роль в процессах фотосинтеза, обмена веществ, образования новых клеток. Они так же незаменимы в формировании почвенного покрова и плодородия экосистем, в повышении продуктивности земледелия.

Кальциевая селитра или азотнокислый кальций - активно применяемое в овощеводстве удобрение. При точном соблюдении сроков подкормки урожая и дозировок оно не оказывает негативного эффекта на организм человека, и обеспечивает питательную среду для растений. Проблема рационального использования земель, восполнения выноса питательных элементов и, в частности, недостатка нитратов в грунте может привести к необратимым последствиям для урожая. Исследования показывают, что использование нитратных удобрений позволяет по максимуму реализовать селекционный потенциал современных овощных и фруктовых культур.

Нитросоединения могут поступать в организм человека различными путями:

- Основной объем попадает в организм со свежими и консервированными овощами (40-80% суточного потребления нитратов). Высоким содержанием нитратов отличаются листовые овощи (салат, шпинат), а также свёкла, укроп, дыни, арбузы. Распределение нитратов в частях растения неравномерно - выявлено, что большая часть накапливается в кожице. В корнеплодах нитраты концентрируются в сердцевине, а также в ботве.

- В не переработанном виде рыба и мясо содержат небольшое количество нитратов, однако они добавляются в полуфабрикатную мясную продукцию. Калийная селитра и азотнокислый натрий являются разрешенными к применению пищевыми добавками (Е252 и Е251 соответственно).

- Так же анионы NO₃ - могут поступать с питьевой водой: количество зависит от местности и вида питьевой воды. Наибольшее количество может содержаться в грунтовых водах (до 120 мг/л), наименьшее в воде из артезианских источников (до 9 мг/л).

Примерное количество NO₃ - в пищевых продуктах (в норме):

в норме 320 (в среднем до 700)

Мясная полуфабрикатная продукция

не более 50 мг/кг (согласно ГОСТ EN 12014-3- 2015)

Бобовые, репчатый лук

ранняя - 500, поздняя - 900

ранняя - 250, поздняя - 400

Есть несколько способов снизить количество NO₃ - в продуктах, употребляемых в пищу. При тщательном мытье, замачивании, температурной обработке уменьшается количество нитросоединений в овощах и фруктах. Также перед употреблением в пищу можно удалять наиболее богатые нитратами части растений, например: у патиссонов, кабачков и баклажанов стоит срезать верхнюю часть, примыкающую к плодоножке; удалить оба конца и кожуру у огурцов, свёклы, моркови. Но не стоит забывать о том, что с термической обработкой и с удалением кожуры, теряется большая часть витаминов и полезной клетчатки. При варке можно выливать "первую воду", которая может насыщаться нитратами.

В ходе биологических реакций в организме, нитраты преобразуются в эндогенную окись азота NO. Это вещество присутствует в организме в виде биологически связанных внутриклеточных молекул и является посредником в цепочке процессов, регулирующих сердечнососудистую деятельность. Многие сердечно-сосудистые заболевания связаны с нарушением усвоения продуктов обмена нитросоединений в организме. Например: факторы риска атеросклероза снижают суммарную биодоступность оксида азота NO; сахарный диабет сопровождается снижением производства в организме оксида азота. Нитраты оказывают влияние на потребность поперечнополосатой мышечной ткани в кислороде, в частности, снижают потребность в кислороде миокарда, что обуславливает лекарственный антиангинальный (антиишемический) эффект. Например, препарат нитроглицерин (сложный эфир глицерина и азотной кислоты) с 1879 г. применяют для купирования приступов ишемической болезни сердца и их предупреждения перед физической нагрузкой. Быстродействующие нитраты до сих пор являются непревзойденным средством для купирования приступов стенокардии. Они способны обеспечить непродолжительный, но надежный эффект. Основную роль в антиангинальном действии нитратов, играет мощное дилатирующее действие (расширение просвета полого органа), оказываемое на коронарные сосуды и гемодинамические изменения, которые возникают в связи с общим расслаблением системы периферийных сосудов. Все это приводит к уменьшению конечного давления в сердце.

Так же есть экспериментальные подтверждения, что при краткосрочном применении биологически доступных нитратов (растительного происхождения, например свекольный сок) улучшаются спортивные показатели. В частности, из-за опосредованного воздействия нитратов на гемоглобиновый обмен, улучшается выносливость скелетных мышц в условиях недостатка кислорода. Повышается сердечная и дыхательная эффективность, увеличивается анаэробная пороговая эффективность.

3. Негативное влияние нитратов на организм взрослых и детей.

- Поступление в организм NO₃ - в большом количестве может приводить к иммунодепрессивному действию.

- Нитраты угнетающе действуют на здоровую микрофлору ЖКТ и способствуют развитию болезнетворной микрофлоры.

- NO₃ - влияет на нормальные функции щитовидной железы. В случае систематического превышения нормы потребления нитратов, они влияют на усвояемость йода в организме, что в свою очередь провоцирует дисфункцию щитовидной железы.

- Токсичность нитратов обусловливается их превращением в нитриты. Нитриты образуются эндогенно в ротовой полости, и в кишечнике под действием бактерий. Под действием кислотной среды в желудке они превращаются в нитрозамины, которые являются сильным канцерогеном и могут вызывать рак ЖКТ. Нитриты участвуют в окислении гемоглобина в метгемоглобин (МТГ), который не способен транспортировать кислород к тканям, и способствует развитию тканевого кислородного голодания. В норме в организме человека содержится 2% МТГ. При увеличении уровня МТГ до 30% появляются клинические признаки сердечной недостаточности (одышка, головокружение, тахикардия). При 50% метгемоглобина, без срочных реанимационных мероприятий, наступает смерть. Количество МТГ в организме регулируется, в первую очередь, ферментом метгемоглобинредуктазой, которая восстанавливает его до гемоглобина. Метгемоглобинредуктаза начинает вырабатываться в организме ребенка с трехмесячного возраста, поэтому грудные дети до года находятся в особой группе риска по количеству потребляемых нитратов.

- Так же нитриты обладают тератогенными свойствами. Тератогенное воздействие нитритов выражается в нарушении эмбрионального развития плода. При неумеренном потреблении нитратов при беременности, нитриты (метаболиты нитратного обмена) с током крови попадают через плацентарный барьер в кровоток плода. Они способствуют развитию врожденных пороков, в частности могут провоцировать пороки развития ЖКТ, а так же врожденный очаговый нефросклероз. Нефросклероз характеризуется тем, что нормальная почечная ткань заменяется соединительной, почка уменьшается в размерах и перестает функционировать.

Взрослый здоровый человек без риска для здоровья способен перенести среднесуточную дозу нитросоединений в 350-360 мг; 500 мг нитросоединений за сутки является предельно допустимым количеством; опасная для здоровья доза для взрослого человека составляет 600 мг за сутки. Для ребенка предельно допустимая норма потребления составляет 50 мг в день; для грудного ребенка токсичная доза составляет 10 мг в день.

Признаки острого отравления нитратами характеризуются симптомами сердечной недостаточности: одышка, бледность и синюшность покровов, нарушение координации и головокружение. В критических случаях может возникнуть потеря сознания и коматоз.

Нитраты металлов — это твердые кристаллические вещества. Большинство очень хорошо растворимы в воде.

1. Нитраты термически неустойчивы , причем все они разлагаются на кислород и соединение, характер которого зависит от положения металла (входящего в состав соли) в ряду напряжений металлов:

Нитраты щелочных и щелочноземельных металлов ( до Mg в электрохимическом ряду ) разлагаются до нитрита и кислорода.

Например , разложение нитрата натрия:

Исключение – литий .

Видеоопыт разложения нитрата калия можно посмотреть здесь.

Нитраты тяжелых металлов ( от Mg до Cu, включая магний и медь ) и литий разлагаются до оксида металла, оксида азота (IV) и кислорода:

Например , разложение нитрата меди (II):

Нитраты малоактивных металлов ( правее Cu ) – разлагаются до металла, оксида азота (IV) и кислорода.

Например , нитрат серебра:

Исключения:

Нитрат железа (II) разлагается до оксида железа (III):

Нитрат марганца (II) разлагается до оксида марганца (IV):

2. Водные растворы не обладают окислительно-восстановительными свойствами, расплавы – сильные окислители .

Современные пищевые продукты далеко не всегда отличаются натуральным и безопасным составом. Зачастую в них наблюдается повышенное количество нитратов. Очень важно, чтобы уровень этих химических соединений не превышал нормы, в противном случае они могут нанести серьезный вред организму человека, образуя в нем еще более опасные вещества - нитриты.

Содержание статьи:

Что такое нитраты

Нитраты калия представляют собой соли азотной кислоты, которые содержатся в большинстве живых организмов и растений. Люди получают их в основном из продуктов растительного происхождения (овощей) и воды. В наибольшем количестве они присутствуют в стеблях и листьях овощных культур. Само по себе наличие нитратов в организме не является отклонением от нормы, опасность составляет лишь их избыток, возникающий вследствие частого употребления продуктов с повышенным содержанием этих химических веществ.

В основном нитраты поступают в организм из сельскохозяйственных продуктов.

Чрезмерное накопление нитратов в растительной пище возникает под воздействием различных факторов. Сюда можно отнести:

применение большого количествах азотных удобрений;
несбалансированное питание растений (недостаток в калийных и фосфорных удобрениях);
нерациональное использование органических подкормок (например, птичьего помета и бесподстилочного навоза);
загрязнение почвы пестицидами;
игнорирование особенностей почвы, в которой может изначально содержаться повышенное количество нитратов;
недостаток света (при круглогодичном выращивании растений в теплицах).

Учитывая, что сельскохозяйственные животные употребляют в пищу различные растения и кормовые смеси, в их мясе и молочных продуктах тоже могут скапливаться нитраты, однако при соблюдении норм по уходу за скотом количество химических веществ в итоге составляет не более 10 мг/кг. Кроме того, нитраты калия (не путать с нитратами натрия) входят в состав пищевых добавок, используемых в процессе производства сыров и колбас. Их количество обычно соответствует санитарным нормам, однако чрезмерное употребление этих продуктов может вызывать превышение допустимой дозы нитратов в организме.

Существуют продукты, фактические не содержащие нитратов. К ним относятся злаковые культуры, а также большинство фруктов и ягод (исключение составляют арбузы и дыни).

Откуда берутся нитриты

Такие вещества, как нитриты, представляют собой метаболиты (продукты молекулярного роста) нитратов. Превращение нитратов в нитриты происходит уже непосредственно в организме человека за счет деятельности микроорганизмов, которые обитают в толстом кишечнике и других отделах пищеварительного тракта, особенно у людей с пониженной кислотностью желудка.

При взаимодействии с гемоглобином нитриты образуют метгемоглобин – бескислородное соединение. В крови здорового человека содержится не более 2% метгемоглобина, однако при частом употреблении нитратсодержащей пищи это количество постепенно повышается до 30% и выше, вызывая кислородное голодание и нанося серьезный ущерб всему организму.

Нитриты также опасны тем, что способны образовывать канцерогенные нитрозамиды и нитрозамины в желудочно-кишечном тракте человека при соединении с молекулами любых белковых продуктов.

Признаки и последствия отравления нитратами

По заявлению Всемирной организации здравоохранения, допустимая суточная доза нитратов составляет 3,7 мг на килограмм массы тела, а нитритов — 0,2 мг на килограмм. При этом в различных странах существуют свои представления о допустимых дозах нитратов в рационе. Например, в Германии — не более 100 мг в сутки, а в США — не более 500 мг. Большинство стран СНГ принимают за норму 300 мг нитратов в сутки.

Известно немало случаев острого отравления нитратами, которое во многом схоже с последствиями радиации. Первые признаки такого состояния возникают уже спустя несколько часов после употребления токсичной пищи. К ним относятся:

тошнота;
рвота;
диарея;
увеличение печени и ее болезненность;
снижение артериального давления;
озноб и учащение дыхания.

Еще через некоторое время человек начинает испытывать сильную головную боль, возникают судороги в мышцах, нарушается координация движений. Если не обратиться за медицинской помощью и не принять срочные меры по очищению организма, человека может впасть в кому, и в итоге наступает смерть.

При первых симптомах отравления нитратами необходимо обратиться к за помощью инфекционисту или токсикологу.

Опасность несет и частое употребление небольших порций продуктов с высоким содержанием нитратов. Из-за роста нитритов в организме развивается хроническое кислородное голодание, которое оборачивается головными болями и головокружением, нарушением сердечного ритма, анемией. Игнорирование таких симптомов может привести к возникновению инфаркта или инсульта, а также других смертельно опасных заболеваний.

Как измерять содержание нитратов в пище

Первым определяющим фактором становится внешний вид приобретаемых овощей и фруктов. Такие продукты обычно имеют чрезмерно яркий окрас. Кроме того, чаще всего они отличаются более крупными размерами по сравнению с выращенными в натуральных условиях аналогами. Насторожить должна и чрезмерно гладкая структура овоща без каких-либо внешних проблем. Все это в большей степени относится к тепличным культурам, которые приходится покупать в межсезонье. Они требуют особенно тщательной проверки.

Количество нитратов в пище значительно снижается после ее тепловой обработки.

Для более точного измерения нитратов следует купить специальный портативный аппарат – нитрат-тестер. Сделать замер прибором несложно: достаточно проделать небольшой прокол в проверяемом продукте при помощи специального зонда, и на цветном дисплее со счетчиком отобразится точное количество химических веществ. В памяти большинства современных устройств заложены данные по нормам содержания нитратов в различных овощах и фруктах.

Более доступный по цене и не менее эффективный метод измерения нитратов в пище - домашние тест-полоски, которые можно приобрести прямо на продуктовых рынках или в магазинах аквариумистики. Полоска прикладывается к срезу продукта и зависимости от содержания в нем вредных веществ окрашивается в зеленый, желтый или красный цвет. В последнем случае можно судить о том, что текущий продукт не пригоден в пищу из-за высокого уровня нитратов. В остальных двух случаях риск отравления нитратами будет достаточно мал.

Нитра́ты, соли азотной кислоты HNO₃, твердые хорошо растворимые в воде вещества. Традиционное русское название некоторых нитратов щелочных и щелочноземельных металлов и аммония — селитры (аммонийная селитра NH₄NO₃, калийная селитра КNO₃, кальциевая селитра Са(NO₃)₂ и др.

Нахождение в природе и получение

Нитрат натрия NаNO₃ (чилийская селитра) и нитрат калия КNO₃ (индийская селитра) встречаются в природе в Индии и в Чили. В России натриевую селитру в виде белого налета получали при гниении различных органических остатков растительного и животного происхождения. Так как нитрат натрия гигроскопичен и не годится для изготовления пороха, его превращали в нитрат калия обработкой горячим насыщенным раствором КСl. В настоящее время нитраты натрия и калия получают при нейтрализации азотной кислоты с использованием соды Na₂CO₃, поташа K₂CO₃ и др.

Химические свойства

Нитраты характеризуются сильным окислительным действием, они входят в состав горючих смесей, прежде всего черного пороха:

Нитрат аммония используют как компонент твердого ракетного топлива. При сильном (выше 500-600°C) нагревании нитраты щелочных металлов разлагаются с выделением кислорода:

Разложение нитратов переходных металлов происходит с образованием соответствующего оксида металла, например:

Если при этом металл имеет низкую химическую активность и его оксид нестабилен при нагревании, то при разложении образуется сам металл, например:

Физиолгическое действие

Вдыхание паров органических нитратов, попадание их на кожу и в пищеварительный тракт вызывает головную боль, учащенное сердцебиение. Окисляют гемоглобин в метгемоглобин.

Применение

Нитраты аммония, натрия и калия широко применяют как минеральные азотные удобрения. Так как нитраты хорошо растворимы в воде, то после внесения этих удобрений в почву они быстро оказываются в растениях. Поэтому существует опасность избыточного содержания нитрат-ионов в плодах.

Читайте также: