硝酸HNO3与金属反应形成的盐类。由金属离子(铵离子)和硝酸根离子组成。常见的有硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硝酸钙、硝酸铅、硝酸铈等。
中文名称 | 硝酸盐 | 危险性描述 | 环境污染物 |
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英文名 | Nitrate | 外 观 | 白色 |
组 成 | 金属离子和硝酸根离子组成 |
硝酸盐用途
主要用途是供植物吸收的氮肥,氮元素不仅是氨基酸与蛋白质的主要成分,还可以合成叶绿素,促进光合作用,所以如果植物缺氮就会叶子枯黄。 硝酸钠和硝酸钙是很好的氮肥。硝酸钾是制黑色火药的原料。硝酸铵可作肥料,也可制炸药。
硝酸盐对环境的危害
硝酸盐(NO3)与亚硝酸盐(NO2)分别是硝酸(HNO3)和亚硝酸(HNO2)的酸根,它们作为环境污染物而广泛地存在于自然界中,尤其是在气态水、地表水和地下水中以及动植物体与食品内。环境中硝酸盐与亚硝酸盐的污染来源很多,如:
1.人工化肥:有硝酸铵、硝酸钙、硝酸钾、硝酸钠和尿素等;2.生活污水、生活垃圾与人畜粪便,据测试1升生活污水在自然降解过程中,可产生110毫克硝酸盐;1公斤垃圾粪便堆肥在自然条件下经淋滤分解后,可产生492毫克硝酸盐;3.食品、燃料、炼油等工厂排出大量的含氨废弃物,经过生物、化学转换后均形成硝酸盐进入环境中;4.汽车、火车、轮船、飞机、锅炉、民用炉等燃烧石油类燃料、煤炭、天然气,可产生大量氮氧化物,平均燃烧1吨煤、1千升油和1万立方米天然气可分别产生二氧化氮气体9、13与63公斤,这些二氧化氮气体经降水淋溶后可形成硝酸盐降落到地面和水体中;5.食品防腐与保鲜:硝酸盐与亚硝酸盐被广泛用在肉品和鱼的防腐和保存上,以使肉制品呈现红色和香味。
含有大量硝酸盐与亚硝酸盐的饮水、蔬菜、粮食、鱼、肉制品、渍酸菜、隔夜炒菜等经人食用后,大量亚硝酸盐可使人直接中毒,而且硝酸盐在人体内也可被还原为亚硝酸盐。亚硝酸盐与人体血液作用,形成高铁血红蛋白,从而使血液失去携氧功能,使人缺氧中毒,轻者头昏、心悸、呕吐、口唇青紫,重者神志不清、抽搐、呼吸急促,抢救不及时可危及生命。不仅如此,亚硝酸盐在人体内外与仲胺类作用形成亚硝胺类,它在人体内达到一定剂量时是致癌、致畸、致突变的物质,可严重危害人体健康。为了防止硝酸盐与亚硝酸盐的危害,除了要科学合理地施用化肥、禁止使用污水灌溉、实行污水、垃圾与粪便无害化处理等环保措施以保护地表水与地下水源不遭受硝酸盐和亚硝酸盐污染外,还应尽量少吃腌制、熏制、腊制的鱼、肉类、香肠、腊肉、火腿、罐头食品、渍酸菜、盐腌不久的菜;不买存放过久、隔日或发蔫的蔬菜;当日买的菜当日吃完;不吃隔夜的熟蔬菜;不可将剩饭菜长久存放;不可将工业用亚硝酸盐(如亚硝酸钠)当做食盐误食。
硝酸盐是硝酸衍生的化合物的统称,一般为金属离子或铵根离子与硝酸根离子组成的盐类。
硝酸盐是离子化合物,含有硝酸根离子NO3和对应的正离子,如硝酸铵中的NH4离子。
常见的硝酸盐有:硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硝酸钙、硝酸铅、硝酸铈等。
硝酸盐几乎全部易溶于水,只有硝酸脲微溶于水,碱式硝酸铋难溶于水,所以溶液中硝酸根不能被其他绝大多数阳离子沉淀。
硝酸根离子具有以下共振式:
硝酸根离子,其中氮氧键介于单双键之间。
固体的硝酸盐加热时能分解放出氧,其中最活泼的金属的硝酸盐仅放出一部分氧而变成亚硝酸盐,其余大部分金属的硝酸盐,分解为金属的氧化物、氧和二氧化氮。
硝酸盐在高温或酸性水溶液中是强氧化剂,但在碱性或中性的水溶液几乎没有氧化作用。
硝酸根和金属离子可以按多种方式配位,包括单齿、双齿、叁齿或端梢、桥式等。
硝酸盐大量存在于自然界中,主要来源是固氮菌固氮形成,或在闪电的高温下空气中的氮气与氧气直接化合成氮氧化物,溶于雨水形成硝酸,在与地面的矿物反应生成硝酸盐。
硝酸与金属、金属氧化物或碳酸盐反应是最简单的制备硝酸盐的方法。某些含水的硝酸盐如 Be(NO3)2,Mg(NO3)2和 Cu(NO3)2加热水解,因此得不到相应的无水硝酸盐。无水硝酸盐可通过下列途径制得:
在液态N2O4 中反应:
Ni(CO)4 + N2O4 → Ni(NO3)2 + 2NO + 4CO
在纯 HNO3-N2O5 或液态 N2O5 中反应:
TiCl4 + 4N2O5 → Ti(NO3)4 + 2N2O4 + 2Cl2
与卤素的硝酸盐在低温反应。如硝酸氯 ClNO3:
TiCl4 + 4ClNO3 (-80℃)→ Ti(NO3)4 + 2Cl2
某些金属还可形成通式为 MOx(NO3)y 的碱式硝酸盐,如 BiO(NO3)2。
大多数硝酸盐为离子型晶体,易溶于水。某些无水盐具有挥发性。
硝酸盐可以发生分解反应,产物可以是:
亚硝酸盐和氧气(碱金属和碱土金属的硝酸盐);
金属氧化物和氮氧化物和氧气(镁和铜之间的硝酸盐);
金属单质和氮氧化物和氧气(铜后金属硝酸盐)。
硝酸盐是含有硝酸根(NO3-)的一类盐,硝酸铵属于硝酸盐。
硝酸盐在人体内也可被还原为亚硝酸盐。亚硝酸盐与人体血液作用,形成高铁血红蛋白,从而使血液失去携氧功能,使人缺氧中毒,轻者头昏、心悸、呕吐、口唇青紫,重者神志不清、抽搐、呼吸急促,抢救不及时可危及生命。...
硝酸HNO3与金属反应形成的盐类。由金属离子(铵离子)和硝酸根离子组成。常见的有硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硝酸钙、硝酸铅、硝酸铈等。硝酸盐是硝酸衍生的化合物的统称,一般为金属离子或铵根离子与硝酸根离子组...
硝酸根离子可在酸性介质中,通过和铁(II)反应产生棕色环加以定性检出。参见棕色环实验。
总反应为:
3Fe + NO3 + 4H → 3Fe + NO + 2H2O
虽然该反应已有很久的历史,但其机理却是不久前经分光光度法及电位滴定法的系统研究后才弄清楚的:[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
其中棕色环是由 FeNO2(第四步)引起的,速控步则是最后一步。
水中亚硝酸盐(硝酸盐)含量检测原始记录单 编号: TQM(R)72-1035-0 分光光度计编号: □其他 检验依据: 分光光度计波长: nm 环境条件: ℃ % 标准曲线方程: 水样中亚硝酸盐氮的质量浓度计算: ρ( NO2 --N)=m/v ----------1 式 1中:ρ(NO2--N ) -- 水样中亚硝酸盐氮的质量浓度,单位为 mg/L;m--从标准曲线上查得样品管中亚硝酸盐氮 的质量,单位为 ug;v--- 水样体积,单位为 ml。如果质量标准以亚硝酸根计(亚硝酸盐计)需要在结果乘以 46 除以 14 水样中硝酸盐氮的质量浓度 ρ( NO3--N) =(A2- A 0)×N×F/L- ρ( NO2--N) -----2 式 2中 :ρ (NO3--N ) -- 水样中硝酸盐氮的质量浓度,单位为 mg/L;A2 -- 试样的
乳品中亚硝酸盐(硝酸盐)含量检测原始记录单 编号: TQM(R)72-1032-0 天平编号:□ □ PH 计编号□ □ □其他 。 检验依据: 分光光度计编号:□ □ 波长: nm 标准曲线方程: 环境条件: ℃ % 样品中以亚硝酸钠表示的亚硝酸盐的含量 w1(mg/kg): w1(NaNO2)=1.5 ×w0(NO– 2)=1.5 ×200×c1/( m×V1) 样品中以硝酸钠计的硝酸盐的含量 w2(mg/kg): w2(NaNO3)=1.371×1.35×[ 1000×c2/( m×V2)―w0 (NO – 2)] 式中: 1、NO–2换算为 NaNO2的系数: 1.5 2 、NO2-换算为 NaNO3的系数: 1.371 ×1.35 3 、直接测亚硝酸钠的试样处理液总体积: 200 4 、检测硝酸盐时试样处
近几十年来,随着工农业生产的发展,农村、城市的地下水都存在着不同程度的氮污染问题,农业化肥的过量使用,尤其足氮肥的过量使用和动物排泄物的处置不当,使世界许多地方地表水和地下水中硝酸盐氮的含量在不断升高,已经危及包气带土壤和地下水的质量安全,硝酸盐污染日趋严重。
土壤中的硝酸盐主要被农作物吸收,浇水灌溉也使硝酸盐渗入、污染地下水体。蔬菜极易吸收和富集硝酸盐,从调查结果来看,过量施用氮肥使土壤中的硝酸盐含量明显升高,直接导致蔬莱硝酸盐过多积累,尤其是叶菜类。硝酸盐摄人人体后可转化为亚硝酸盐、皿硝酸胺,甚至致癌。因此,开展土壤硝酸盐控制途径的研究,对降低农作物及蔬菜中硝酸盐含量,生产绿色食品有着极其重要的意义。
硝酸盐本身易被生物体吸收,也易排泄,对哺乳动物不构成直接危害。但在缺氧环境下,如在消化道中可被还原成有毒的亚硝酸盐,亚硝酸盐在人体内可将低铁红蛋白氧化成高铁红蛋白,使之失去输送氧的能力,另外亚硝酸盐还可与仲胺类化合物反应生成具有致癌作用的亚硝胺类物质。故长期饮用含高浓度硝酸盐的水,会使人畜中毒。目前关于硝酸盐危害的报道主要是“蓝婴儿综合征”(6个月以下婴儿受到影响未能及时治疗),症状为婴儿身体发蓝色,呼吸短促。
地下水中硝酸盐是一种日益增加且分布广泛的污染物质。地下水中大量的硝酸盐氮主要来源于居民生活污水与垃圾粪便、化肥、工业废水、大气氮氧化合物干湿沉降以及污水灌溉等。
一般认为,过量施用氮肥是造成地下水硝酸盐污染的主要原因。自上个世纪初实现氮素化肥的人工合成以来,全球农作物单位面积产量的大幅度提高在很大程度上依赖于氮素化肥施用量的不断增加。农田施用氮肥虽然使粮食产量至少增加40%,但因为农作物种类和施肥技术不同,施用的氮肥仅有25%~85%被植物吸收利用,大部分氮肥经各种途径进入环境中,尤其是农田氮肥的径流损失和淋溶损失,使得许多地表水和地下水硝酸盐含量过高。
生活污水和居民生活区的粪便是造成地下水污染的一个重要来源。大量的生活污水、粪便通过渗井与化粪池渗入地下,其有机氮化合物在土壤微生物的作用下,分解产生的氨基酸,经氨化作用合成氨,再经亚硝酸盐细菌作用转化为亚硝酸盐,最后经硝化细菌的作用而氧化为硝酸盐,从而造成地下水中硝酸盐污染。
由于现代工业的发展,特别是食品、皮革、造纸等轻工业均排出含大量有机物的废水,这些有机废水可通过渗透作用进入地下水中,并转化为硝酸盐,为硝酸盐的形成提供了物质条件。而且,一些机械化学等工业每年还使用大量与硝酸盐有关的原材料,这些原材料流失到河、湖、土壤、大气与地下水等环境中的数量可占一半以上,造成严重的水体污染。
因为煤、石油、天然气、植物等的燃烧也产生了大量的氮氧化合物。通过化学作用后,形成硝酸盐类沉降下来,或随雨水降落到地表、土壤和河、湖中,最终也能进入到地下水。
近年来,随着水资源的日益紧张。污水灌溉增多。污水灌溉面积大幅度增加,污水水质也发生了明显的变化,污染物浓度增高。灌溉面积己从1963年仅有63万亩发展到1998年的5427万亩,占全国总灌溉面积的7.3%,特别是1978到1980年污灌面积从500万亩猛增到2000万亩。利用污水灌溉虽然在一定的程度上可以缓解农业用水和水资源短缺的矛盾。在利用污水中大量有机物作为肥料的同时,污水也得到了一定的净化,但是污水中含有大量的有机氮化合物,如果灌溉不合理,它们不仅污染了农田环境,对土壤和农作物形成直接危害,而且在土壤微生物参与下,污染地下水,导致地下水中硝酸盐的增加。
20世纪50年代以来,随着城市规模的不断扩大和工农业生产的迅速发展,城市用水量也随之增加。本世纪以来,地下水超采严重,引起水位持续下降,形成了地下水降落漏斗,改变了水动力条件,加速了污染的范围。同时由于水位下降,原先的饱水带变为包气带,氧化还原作用增强。促进了有机物分解及二氧化碳分压增大,从而进一步溶解了土体中原先难溶解的砂砾石等物质,使地下水体中溶解性总固体含量上升,总硬度升高。