Formulazione di acido nitroso, composti e rischi

il acido nitroso è un acido da moderatamente forte a debole, stabile solo in soluzione acquosa diluita fredda. È noto solo in soluzione e sotto forma di sali di nitrito (come nitrito di sodio e nitrito di potassio).

L'acido nitroso partecipa all'equilibrio dell'ozono dell'atmosfera inferiore (la troposfera). Il nitrito è una fonte importante del potente vasodilatatore all'ossido nitrico. Il gruppo nitro (-NO2) è presente negli esteri dell'acido nitroso e nei composti nitro.

I nitriti sono ampiamente utilizzati nel settore della produzione alimentare per curare la carne. Tuttavia, l'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC), un'organizzazione specializzata per il cancro dell'Organizzazione mondiale della sanità (OMS) delle Nazioni Unite, classificò il nitrito come probabilmente cancerogeno per l'uomo quando viene ingerito in condizioni che danno origine alla nitrosazione endogena.

formule

Acido nitroso: HNO₂

Nitrito: NO₂⁻

Nitrito di sodio: NaNO₂

• CAS: 7782-77-6 Acido nitroso
• CAS: 14797-65-0 Nitriti
• CAS: 14797-65-0 nitrito di sodio (acido nitroso, sale di sodio)

Struttura 2D

Struttura 3D

Caratteristiche dell'acido nitroso

Proprietà fisiche e chimiche

Si presume che l'acido nitroso sia in equilibrio dinamico con la sua anidride in soluzioni acquose:

2HNO2 ⇌ N2O3 + H2O

A causa dell'idrolisi, i suoi sali (nitriti) sono instabili in soluzione acquosa. L'acido nitroso è prodotto come prodotto intermedio quando i gas NOx (ossidi mono-azoto, come l'ossido di azoto e il biossido di azoto, rispettivamente NO e NO2) sono disciolti in acqua.

Quando riscaldato in presenza di sabbia, schegge di vetro o altri oggetti appuntiti, o anche a bassa temperatura, le sproporzioni di acido nitroso come:

3 HNO2 ⇌ HNO3 + 2NO + H2O

In virtù della reazione di cui sopra, l'acido nitroso può agire come agente riducente e come agente ossidante. Questa reazione sproporzionata influenza le proprietà delle soluzioni di acido nitroso ed è importante nella produzione di acido nitrico.

Una proprietà particolarmente importante dell'acido nitroso è la sua capacità di diazotare ammine organiche. Con le ammine primarie, l'acido forma sali di diazonio

RN-H2 + HNO2 + HCl → [RN-NΞN] Cl + 2H2O

Il nitrito di sodio (o il sale di sodio dell'acido nitroso) è una polvere cristallina da bianca a leggermente giallastra, altamente solubile in acqua e igroscopico (assorbe l'umidità dal mezzo circostante).

Il nitrito di potassio è il composto inorganico con la formula chimica KNO₂. È un sale ionico di ioni di potassio K + e ioni di nitrito NO2-.

Come altri sali di nitrito, come il nitrito di sodio, è tossico se ingerito e può essere mutageno o teratogeno.

L'acido nitroso esiste in due forme isomeriche:

Queste strutture portano a due serie di derivati ​​organici di importanza industriale:

(I) esteri di nitriti:

(II) Nitroderivati:

Gli esteri di nitrito contengono il gruppo funzionale nitrosoxy, con la formula generale RONO, in cui R è un gruppo arile o alchile.

I nitroderivati ​​(composti nitrati) sono composti organici che contengono uno o più gruppi nitro-funzionali (-NO2).

I composti del gruppo nitro sono quasi invariabilmente prodotti dalle reazioni di nitrazione che iniziano con l'acido nitrico. Raramente si trovano in natura. Almeno alcuni gruppi nitro naturali provenivano dall'ossidazione di gruppi amminici.

Composti di nitriti inorganici (nitrito di sodio, nitrito di potassio, ecc.)

infiammabilità

Questi composti sono esplosivi. Alcune di queste sostanze possono decomporsi in modo esplosivo se riscaldate o coinvolte in un incendio. Può esplodere a causa del calore o della contaminazione. I contenitori possono esplodere se riscaldati. Il deflusso può creare un rischio di incendio o esplosione.

reattività

I composti di questo gruppo possono agire come agenti ossidanti estremamente potenti e le miscele con agenti riducenti o materiali ridotti come le sostanze organiche possono essere esplosivi.

Reagisce con acidi per formare biossido di azoto tossico. Si verifica un'esplosione violenta se un sale di ammonio viene fuso con un sale di nitrito.

Pericolo per la salute

Inalazione, ingestione o contatto (pelle, occhi) con vapori o sostanze possono causare lesioni gravi, ustioni o morte. Il fuoco può produrre gas irritanti, corrosivi e / o tossici. Il deflusso dal controllo del fuoco o dall'acqua di diluizione può causare contaminazione.

Composti organici di nitrito (esteri di nitriti, nitroderivati)

infiammabilità

La maggior parte dei materiali di questo gruppo sono tecnicamente di bassa infiammabilità. Tuttavia, sono spesso chimicamente instabili e soggetti, in misura molto variabile, alla decomposizione esplosiva.

reattività

I composti nitro aromatici possono esplodere in presenza di una base come idrossido di sodio o idrossido di potassio, anche in presenza di acqua o solventi organici. Le tendenze esplosive dei composti nitro aromatici sono aumentate dalla presenza di più gruppi nitro.

tossicità

Molti dei composti di questo gruppo sono estremamente tossici.

applicazioni

Gli esteri includono nitrito, nitrito di amile e altri nitriti alchilici utilizzati in medicina per il trattamento di malattie cardiache e per il prolungamento dell'orgasmo, soprattutto negli uomini. Occasionalmente vengono utilizzati per scopi ricreativi per il loro effetto euforico.

Il gruppo nitro è uno dei più comuni esplosivi esplosivi (gruppo funzionale che produce un composto esplosivo) a livello globale. Molti sono usati nella sintesi organica, ma il più grande uso di composti in questo gruppo è negli esplosivi militari e commerciali.

Il cloramfenicolo (un antibiotico utile per il trattamento delle infezioni batteriche) è un raro esempio di un composto nitro naturale.

I sali di diazonio sono ampiamente utilizzati nella preparazione di composti dai colori vivaci chiamati coloranti azoici.

L'uso principale del nitrito di sodio è per la produzione industriale di composti organonitrogeni. È un precursore di una varietà di prodotti farmaceutici, coloranti e pesticidi. Tuttavia, il suo uso più noto è come additivo alimentare per prevenire il botulismo. Ha il numero E250.

Il nitrito di potassio viene usato come additivo alimentare in modo simile al nitrito di sodio. Ha il numero E249.

In determinate condizioni (specialmente durante la cottura) i nitriti nella carne possono reagire con prodotti di degradazione degli amminoacidi, formando nitrosammine, che sono noti agenti cancerogeni.

Tuttavia, il ruolo dei nitriti nella prevenzione del botulismo ha impedito il divieto del suo uso nei salumi. Sono considerati insostituibili nella prevenzione dell'avvelenamento da botulino dal consumo di salsicce essiccate.

Il nitrito di sodio è uno dei medicinali più importanti che necessitano di un sistema sanitario di base (è nell'elenco delle medicine essenziali dell'Organizzazione mondiale della sanità).

Acido nitroso e inquinamento atmosferico

Gli ossidi di azoto (NOx) possono essere trovati in ambienti esterni e interni.

La concentrazione atmosferica di ossidi di azoto è aumentata significativamente negli ultimi 100 anni.

Il suo studio è necessario per la pianificazione della qualità dell'aria e la valutazione dei suoi effetti sulla salute umana e sull'ambiente.

Secondo la loro origine, le fonti di emissione degli inquinanti atmosferici possono essere classificate come:

• Ambienti esterni
a. Fonti antropogeniche
A.1. Processi industriali
a.2. Attività umana
b. Fonti naturali
b.1. Processi di combustione di biomassa (combustibili fossili).
b.2. oceani
B.3. terreno
B.4. Processi coinvolti con la luce solare

• Ambienti interni
a. Fonti infiltrate da ambienti esterni da processi di ricambio d'aria.
b. Fonti derivate da processi di combustione in ambienti interni (i principali).

I livelli di NO₂ in ambienti interni sono superiori ai valori NO₂ all'aperto. Il rapporto Interno / Esterno (I / E) è maggiore di 1.

E 'essenziale la conoscenza e il controllo di queste fonti di emissione al chiuso a causa del tempo impiegato dal personale in questo ambiente (case, uffici, mezzi di trasporto).

Dal 1970 in ritardo, acido nitroso (HONO) è stata identificata come una componente atmosferica chiave per il suo ruolo come fonte diretta di radicali idrossilici (OH).

Ci sono un certo numero di fonti note di OH nella troposfera, tuttavia, la produzione di HONO OH è di interesse perché le fonti, il destino e il ciclo diurno di HONO nell'atmosfera hanno iniziato da chiarire solo di recente.

L'acido nitroso partecipa all'equilibrio dell'ozono della troposfera. La reazione eterogenea dell'ossido nitrico (NO) e dell'acqua produce acido nitroso. Quando questa reazione avviene sulla superficie degli aerosol atmosferici, il prodotto viene facilmente fotodecomposto ai radicali idrossilici

OH radicali sono coinvolti nella formazione di ozono (O3) e peroxyacetyl nitrati (PAN), che causano il cosiddetto "smog fotochimico" nelle regioni contaminate e contribuiscono alla ossidazione di composti organici volatili (VOC), che formano particelle secondarie e gas ossigenati.

acido nitroso assorbe fortemente luce a lunghezze d'onda più corte di 390 nm, che porta alla sua degradazione fotolito e nitrico (NO) ossido OH.

HONO + hν → OH + NO

Di notte, l'assenza di questo meccanismo si traduce nell'accumulo di HONO. La ripresa della fotonisi di HONO dopo l'alba può portare a una sostanziale formazione di OH al mattino.

Nelle società occidentali, le persone trascorrono quasi il 90% del loro tempo in ambienti chiusi, prevalentemente nelle loro case.

La domanda globale di risparmio energetico ha stimolato il risparmio energetico in riscaldamento e raffreddamento (buon isolamento degli spazi interni, bassi livelli di infiltrazione d'aria, finestre ad alta efficienza energetica) che portano ad un aumento dei livelli di inquinanti atmosferici in tali ambienti .

A causa dei minori volumi e dei ridotti tassi di ricambio dell'aria, il tempo di permanenza degli inquinanti atmosferici è molto più lungo negli ambienti interni rispetto all'atmosfera esterna.

Tra tutti i composti presenti nell'aria interna, HONO rappresenta un importante inquinante nella fase gassosa che potrebbe essere presente a concentrazioni piuttosto elevate con implicazioni per la qualità dell'aria e la salute.

HONUS può causare irritazione alle vie respiratorie e problemi respiratori.

L'HONO, quando entra in contatto con determinati composti presenti nelle superfici degli ambienti interni (come la nicotina del fumo di tabacco) può formare nitrosammine cancerogene.

L'ambiente interno HONO può essere generata direttamente durante un processo di combustione, cioè, candele, fornelli a gas e stufe a legna, oppure possono essere formati mediante idrolisi eterogenea di NO2 in varie superfici interne.

2NO₂ + H₂O → HONO + HNO₃

La frazione UV della luce solare può aumentare la conversione eterogenea di NO₂ a HONO.

Alvarez et al (2014), e Bartolomei et al (2014) hanno dimostrato che HONO è prodotto in reazioni eterogenee, indotte dalla luce, di NO₂ con superfici comuni in ambienti interni, come vetro, prodotti per la pulizia, vernici e lacche.

Allo stesso modo, i tassi di formazione di HONO indotti dalla luce osservati sulle superfici interne possono aiutare a spiegare gli alti livelli di OH osservati all'interno durante il giorno.

L'HONO può essere emesso direttamente come inquinante primario e raggiungere alti livelli nell'aria degli ambienti interni, attraverso processi di combustione, ad esempio in cucine poco ventilate di case "a basso consumo energetico" con stufe a gas.

Inoltre, la HONO può essere formata attraverso reazioni eterogenee di NO₂ con strati d'acqua aspirati su diverse superfici interne.

Sebbene le due fonti di HONO (emissione diretta e reazioni eterogenee di NO₂ di fase gassosa con strati di acqua adsorbita in assenza di luce solare) rappresentano importanti fonti interne di HONO, i modelli che fanno affidamento solo su queste due fonti sottostimano sistematicamente i livelli di HONO diurna osservati negli interni.

Alvarez et al (2014) hanno condotto un'indagine sulle reazioni eterogenee indotte dalla luce, dal NO₂ in fase gassosa con una serie di prodotti chimici domestici di uso comune, tra cui detergente per pavimenti (detergente alcalino), detergente per il bagno (detergente acido), pittura murale bianca e vernice.

Le lunghezze d'onda fotoeccitazione utilizzate in questo studio sono caratteristiche di quelle dello spettro solare che possono facilmente penetrare negli spazi interni (λ> 340 nm).

Questi autori hanno scoperto che questi prodotti chimici domestici svolgono un ruolo importante nella chimica e nella qualità dell'aria degli ambienti interni.

Secondo la sua ricerca, la foto-dissociazione anche di una piccola frazione di HONO, per produrre radicali idrossilici, avrebbe un grande impatto sulla chimica dell'aria interna.

Allo stesso modo, Bartolomei et al (2014) hanno studiato le reazioni eterogenee di NO₂ con superfici di vernice interne selezionate, in presenza di luce, e ha dimostrato che la formazione di HONO aumenta con la luce e l'umidità relativa in detti ambienti interni.

Sicurezza e rischi

Dichiarazioni sui pericoli del sistema globale armonizzato per la classificazione e l'etichettatura delle sostanze chimiche (SGA)

Il sistema mondiale armonizzato di classificazione ed etichettatura delle sostanze chimiche (GHS) è un sistema concordato a livello internazionale, creato dalle Nazioni Unite e destinato a sostituire i vari standard di classificazione e di etichettatura utilizzati nei vari paesi utilizzando criteri omogenei a livello globale.

Il pericolo (e il suo corrispondente capitolo della SGA) classi, le norme di classificazione e l'etichettatura e le raccomandazioni per il nitrito di sodio sono i seguenti (Agenzia europea delle sostanze chimiche, 2017; delle Nazioni Unite, 2015; PubChem, 2017):

Dichiarazioni sui pericoli GHS

H272: può intensificare il fuoco; Ossidatore [Attenzione Liquidi ossidanti; Solidi ossidanti - Categoria 3] (PubChem, 2017).
H301: Tossico per ingestione [Tossicità acuta per pericolo, per via orale - Categoria 3] (PubChem, 2017).
H319: Provoca grave irritazione oculare [Avvertenza Lesioni oculari gravi / irritazione oculare - Categoria 2A] (PubChem, 2017).
H341: Sospettato di causare difetti genetici [Avviso Mutagenicità delle cellule germinali - Categoria 2] (PubChem, 2017).
H361: Sospettato di nuocere alla fertilità o al feto [Attenzione Tossicità per la riproduzione - Categoria 2] (PubChem, 2017).
H370: Provoca danni d'organo [Pericolo tossicità d'organo bersaglio specifico, esposizione singola - Categoria 1] (PubChem, 2017).
H373: Provoca danni agli organi in caso di esposizione prolungata o ripetuta [Attenzione tossicità specifica per organi bersaglio, per esposizione ripetuta - Categoria 2] (PubChem, 2017).
H400: Molto tossico per i [Warning acuta Pericoloso per l'ambiente acquatico, pericolo - Categoria 1] la vita acquatica (PubChem, 2017).
H410: Molto tossico per gli organismi acquatici con effetti di lunga durata [Avvertimento Pericoloso per l'ambiente acquatico, pericolo a lungo termine - Categoria 1] (PubChem, 2017).

Attenzione codici di istruzioni
P301 + P310, P305 + P351 + P338, P307 + P311, P308 + P313, P314, P321, P330, P337 + P313, P301, P301, P202, P210, P220, P221, P260, P264, P270, P273, P280, P281, P370 + P378, P391, P405 e P501 (PubChem, 2017).

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