硝酸鹽

主要用途是供植物吸收的氮肥，氮元素不僅是氨基酸與蛋白質(zhì)的主要成分，還可以合成葉綠素，促進(jìn)光合作用，所以如果植物缺氮就會(huì)葉子枯黃。 硝酸鈉和硝酸鈣是很好的氮肥。硝酸鉀是制黑色火藥的原料。硝酸銨可作肥料，也可制炸藥。

硝酸鹽(NO3)與亞硝酸鹽(NO2)分別是硝酸(HNO3)和亞硝酸(HNO2)的酸根，它們作為環(huán)境污染物而廣泛地存在于自然界中，尤其是在氣態(tài)水、地表水和地下水中以及動(dòng)植物體與食品內(nèi)。環(huán)境中硝酸鹽與亞硝酸鹽的污染來源很多，如:

1.人工化肥:有硝酸銨、硝酸鈣、硝酸鉀、硝酸鈉和尿素等;2.生活污水、生活垃圾與人畜糞便，據(jù)測試1升生活污水在自然降解過程中，可產(chǎn)生110毫克硝酸鹽;1公斤垃圾糞便堆肥在自然條件下經(jīng)淋濾分解后，可產(chǎn)生492毫克硝酸鹽;3.食品、燃料、煉油等工廠排出大量的含氨廢棄物，經(jīng)過生物、化學(xué)轉(zhuǎn)換后均形成硝酸鹽進(jìn)入環(huán)境中;4.汽車、火車、輪船、飛機(jī)、鍋爐、民用爐等燃燒石油類燃料、煤炭、天然氣，可產(chǎn)生大量氮氧化物，平均燃燒1噸煤、1千升油和1萬立方米天然氣可分別產(chǎn)生二氧化氮?dú)怏w9、13與63公斤，這些二氧化氮?dú)怏w經(jīng)降水淋溶后可形成硝酸鹽降落到地面和水體中;5.食品防腐與保鮮:硝酸鹽與亞硝酸鹽被廣泛用在肉品和魚的防腐和保存上，以使肉制品呈現(xiàn)紅色和香味。

含有大量硝酸鹽與亞硝酸鹽的飲水、蔬菜、糧食、魚、肉制品、漬酸菜、隔夜炒菜等經(jīng)人食用后，大量亞硝酸鹽可使人直接中毒，而且硝酸鹽在人體內(nèi)也可被還原為亞硝酸鹽。亞硝酸鹽與人體血液作用，形成高鐵血紅蛋白，從而使血液失去攜氧功能，使人缺氧中毒，輕者頭昏、心悸、嘔吐、口唇青紫，重者神志不清、抽搐、呼吸急促，搶救不及時(shí)可危及生命。不僅如此，亞硝酸鹽在人體內(nèi)外與仲胺類作用形成亞硝胺類，它在人體內(nèi)達(dá)到一定劑量時(shí)是致癌、致畸、致突變的物質(zhì)，可嚴(yán)重危害人體健康。為了防止硝酸鹽與亞硝酸鹽的危害，除了要科學(xué)合理地施用化肥、禁止使用污水灌溉、實(shí)行污水、垃圾與糞便無害化處理等環(huán)保措施以保護(hù)地表水與地下水源不遭受硝酸鹽和亞硝酸鹽污染外，還應(yīng)盡量少吃腌制、熏制、臘制的魚、肉類、香腸、臘肉、火腿、罐頭食品、漬酸菜、鹽腌不久的菜;不買存放過久、隔日或發(fā)蔫的蔬菜;當(dāng)日買的菜當(dāng)日吃完;不吃隔夜的熟蔬菜;不可將剩飯菜長久存放;不可將工業(yè)用亞硝酸鹽(如亞硝酸鈉)當(dāng)做食鹽誤食。

硝酸鹽是硝酸衍生的化合物的統(tǒng)稱，一般為金屬離子或銨根離子與硝酸根離子組成的鹽類。

硝酸鹽是離子化合物，含有硝酸根離子NO3和對(duì)應(yīng)的正離子，如硝酸銨中的NH4離子。

常見的硝酸鹽有:硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸銨、硝酸鈣、硝酸鉛、硝酸鈰等。

硝酸鹽幾乎全部易溶于水，只有硝酸脲微溶于水，堿式硝酸鉍難溶于水，所以溶液中硝酸根不能被其他絕大多數(shù)陽離子沉淀。

硝酸根離子具有以下共振式:

硝酸根離子，其中氮氧鍵介于單雙鍵之間。

固體的硝酸鹽加熱時(shí)能分解放出氧，其中最活潑的金屬的硝酸鹽僅放出一部分氧而變成亞硝酸鹽，其余大部分金屬的硝酸鹽，分解為金屬的氧化物、氧和二氧化氮。

硝酸鹽在高溫或酸性水溶液中是強(qiáng)氧化劑，但在堿性或中性的水溶液幾乎沒有氧化作用。

硝酸根和金屬離子可以按多種方式配位，包括單齒、雙齒、叁齒或端梢、橋式等。

硝酸鹽大量存在于自然界中，主要來源是固氮菌固氮形成，或在閃電的高溫下空氣中的氮?dú)馀c氧氣直接化合成氮氧化物，溶于雨水形成硝酸，在與地面的礦物反應(yīng)生成硝酸鹽。

硝酸與金屬、金屬氧化物或碳酸鹽反應(yīng)是最簡單的制備硝酸鹽的方法。某些含水的硝酸鹽如 Be(NO3)2，Mg(NO3)2和 Cu(NO3)2加熱水解，因此得不到相應(yīng)的無水硝酸鹽。無水硝酸鹽可通過下列途徑制得:

在液態(tài)N2O4 中反應(yīng):

Ni(CO)4 + N2O4 → Ni(NO3)2 + 2NO + 4CO

在純 HNO3-N2O5 或液態(tài) N2O5 中反應(yīng):

TiCl4 + 4N2O5 → Ti(NO3)4 + 2N2O4 + 2Cl2

與鹵素的硝酸鹽在低溫反應(yīng)。如硝酸氯 ClNO3:

TiCl4 + 4ClNO3 (-80℃)→ Ti(NO3)4 + 2Cl2

某些金屬還可形成通式為 MOx(NO3)y 的堿式硝酸鹽，如 BiO(NO3)2。

大多數(shù)硝酸鹽為離子型晶體，易溶于水。某些無水鹽具有揮發(fā)性。

硝酸鹽可以發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)物可以是:

亞硝酸鹽和氧氣(堿金屬和堿土金屬的硝酸鹽);

金屬氧化物和氮氧化物和氧氣(鎂和銅之間的硝酸鹽);

金屬單質(zhì)和氮氧化物和氧氣(銅后金屬硝酸鹽)。

硝酸根離子可在酸性介質(zhì)中，通過和鐵(II)反應(yīng)產(chǎn)生棕色環(huán)加以定性檢出。參見棕色環(huán)實(shí)驗(yàn)。

總反應(yīng)為:

3Fe + NO3 + 4H → 3Fe + NO + 2H2O

雖然該反應(yīng)已有很久的歷史，但其機(jī)理卻是不久前經(jīng)分光光度法及電位滴定法的系統(tǒng)研究后才弄清楚的:[2]

Fe + NO3 + 2H → Fe + NO2+ H2O

Fe + NO2 + H → Fe + HNO2

Fe + HNO2 + H → Fe + NO + H2O

Fe + NO → FeNO2

2NO2 + H2O → HNO2 + NO3+ H

2HNO2 → NO + NO2 + H2O

NO + NO3 + H → NO2 + HNO2

其中棕色環(huán)是由 FeNO2(第四步)引起的，速控步則是最后一步。