Natri nitrat

Natri nitrat
Danh pháp IUPAC	Natri nitrat
Tên khác	Caliche; Diêm tiêu Chile; Nitrat soda; Nitratine; Diêm tiêu Peru; Soda niter; cubic niter
Nhận dạng
Số CAS	7631-99-4
PubChem	24268
Số RTECS	WC5600000
Ảnh Jmol-3D	ảnh
SMILES	đầy đủ [Na+].[O-][N+]([O-])=O ;
InChI	đầy đủ 1/NO3.Na/c2-1(3)4;/q-1;+1;
UNII	8M4L3H2ZVZ
Thuộc tính
Công thức phân tử	NaNO3
Khối lượng mol	84,9932 g/mol
Bề ngoài	bột trắng hay tinh thể không màu có vị ngọt
Khối lượng riêng	2,257 g/cm³, rắn
Điểm nóng chảy	308 °C (581 K; 586 °F)
Điểm sôi	380 °C (653 K; 716 °F) (phân huỷ)
Độ hòa tan trong nước	730 g/L (0°C) ; 921 g/L (25°C) ; 1800 g/L (100°C)
Độ hòa tan	tan rất tốt trong amonia; tan được trong cồn
Chiết suất (nD)	1,587 (dạng tam giác) ; 1,336 (trực thoi)
Cấu trúc
Cấu trúc tinh thể	tam giác và trực thoi
Nhiệt hóa học
Enthalpy; hình thành ΔfHo298	−468 kJ/mol
Entropy mol tiêu chuẩn So298	117 J·mol−1 K−1
Các nguy hiểm
MSDS	ICSC 0185
Chỉ mục EU	không có trong danh sách
Nguy hiểm chính	chất oxi hoá, gây kích thích
NFPA 704	0 1 0 OX
Điểm bắt lửa	không cháy
LD50	3236 mg/kg
Các hợp chất liên quan
Anion khác	Natri nitrit
Cation khác	Lithi nitrat; Kali nitrat; Rubidi nitrat; Caesi nitrat
Hợp chất liên quan	Natri sunfat; Natri chloride
	Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). kiểm chứng (cái gì ?) Tham khảo hộp thông tin

Natri nitrat là hợp chất hoá học có công thức Na N O₃. Muối này còn được biết đến với cái tên diêm tiêu Chile hay diêm tiêu Peru (do hai nơi này có lượng trầm tích lớn nhất) để phân biệt với kali nitrat, là một chất rắn màu trắng tan trong nước. Dạng khoáng vật còn có tên là nitratin, nitratit hay soda niter.

Natri nitrat được dùng như một chất nguyên liệu; trong phân bón, nghề làm pháo hoa, nguyên liệu của bom khói, chất bảo quản, và như một tên lửa đẩy, cũng như thủy tinh và men gốm. Hợp chất này đang được khai thác cho các mục đích trên.

Lịch sử

Những chuyến hàng natri nitrat đầu tiên đến châu Âu cập bến ở Anh vào khoảng những năm 1820-1825, nhưng không tìm được khách hàng nào và bị đổ xuống biển để tránh thuế.^[1]^[2] Tuy nhiên, cùng với thời gian, các mỏ muối ở Nam Mỹ đã trở thành một nguồn kinh doanh màu mỡ (năm 1859, cả nước Anh tiêu thụ tổng cộng 47.000 tấn^[2]). Chile tiến hành cuộc chiến với liên minh Peru và Bolivia trong cuộc chiến tranh Thái Bình Dương 1879-1884 và tiếp quản nguồn quặng lớn nhất. Năm 1919, Ralph Walter Graystone Wyckoff khám phá ra cấu trúc tinh thể của nó nhờ dùng phương pháp tinh thể học tia X.

Nguồn tài nguyên

Nguồn natri nitrat tự nhiên lớn nhất được tìm thấy ở Chile và Peru, nơi các muối nitrat kết rắn lại trong các trầm tích gọi là quặng caliche.^[3] Trong hơn một thế kỷ, nguồn cung cấp chủ yếu cho thế giới được khai thác bằng thuốc nổ từ hoang mạc Atacama ở bắc Chile cho đến khi, sang thế kỷ 20, hai nhà hoá học người Đức Fritz Haber và Carl Bosch phát triển một quá trình sản xuất amonia từ không khí theo quy trình công nghiệp (xem quy trình Haber). Khi chiến tranh thế giới thứ nhất bùng nổ, nước Đức bắt đầu biến đổi amonia từ quy trình này sang diêm tiêu Chile nhân tạo, rất thiết thực như nguồn nguyên liệu tự nhiên trong việc sản xuất thuốc súng và các loại vũ khí khác. Vào thập niên 1940, quá trình chuyển đổi này gây nên một kết quả đầy kịch tính trong nhu cầu natri nitrat trong tự nhiên.

Chile vẫn là nguồn dự trữ caliche lớn nhất, với nhiều mỏ đang hoạt động ở các vùng Pedro de Valdivia, María Elena và Pampa Blanca, và ở đó nó thường được mệnh danh là vàng trắng. Natri nitrat, kali nitrat, natri sunfat và iod vẫn được khai thác bằng quá trình caliche. Cộng đồng dân cư vùng mỏ Humberstone và Santa Laura được tuyên bố là di sản thế giới vào năm 2005.

Natri nitrat được sản xuất trong công nghiệp bằng phản ứng trung hoà axit nitric với natri cacbonat.

Ứng dụng

Natri nitrat được dùng trong phạm vi rộng như là một loại phân bón và nguyên liệu thô cho quá trình sản xuất thuốc súng vào cuối thế kỷ 19. Nó có thể kết hợp với sắt hydroxide để tạo nhựa thông.

Natri nitrat không nên bị lầm lẫn với hợp chất liên quan, natri nitrit.

Nó có thể dùng trong sản xuất axit nitric khi phản ứng với axit sunfuric rồi tách axit nitric ra thông qua quá trình chưng cất phân đoạn, còn lại là bã natri hydrosunfat. Những người săn vàng dùng natri nitrat để điều chế nước cường toan có thể hoà tan vàng và các kim loại quý khác.

Ứng dụng ít gặp hơn là một chất oxi hoá thay thế trong pháo hoa như là một sự thay thế kali nitrat chủ yếu có trong thuốc nổ đen và như một thành phần cấu tạo trong túi lạnh.^[4]

Natri nitrat còn được dùng chung với kali nitrat cho việc bảo quản nhiệt, và gần đây, cho việc chuyển đổi nhiệt trong các tháp năng lượng mặt trời.

Ngoài ra nó còn dùng trong công nghiệp nước thải cho sự hô hấp tuỳ ý của vi sinh vật. Nitrosomonas, một loài vi sinh vật, hấp thụ nitrat thay vì oxi, làm cho loài này có thể phát triển tốt trong nước thải cần xử lý.

Mối quan tâm về sức khoẻ

Giông như natri nitrit, natri nitrat tạo nitrosamin, một chất gây ung thư ở người, gây nên sự phá huỷ DNA và làm gia tăng thoái hoá tế bào. Các nghiên cứu đã chỉ ra mối liên quan giữa hàm lượng nitrat và nguy cơ chết do Alzheimer, đái tháo đường, và Parkinson, có thể thông qua ảnh hưởng của nitrosamin lên DNA.^[5] Nitrosamin, hình thành từ thịt được xử lý bằng natri nitrat và nitrit, có liên quan đến ung thư dạ dày và ung thư thực quản.^[6] Natri nitrat và nitrit có liên quan đến nguy cơ cao mắc ung thư đại trực tràng.^[7] Quỹ Nghiên cứu ung thư Vương quốc Anh^[8] tuyên bố rằng một trong những nguyên nhân mà thịt chế biến làm tăng nguy cơ ung thư ruột kết là lượng nitrat chứa trong đó. Một lượng nhỏ nitrat trong thịt như chất bảo quản bị phân tích thành nitrit, thêm vào đó là lượng nitrit có sẵn trong thịt. Nitrit này sau đó phản ứng với các thức ăn giàu protein (như thịt) để tạo ra các hợp chất N-nitroso. Một vài hợp chất này được biết có khả năng gây ung thư. N-nitroso không chỉ hình thành khi thịt được xử lý mà còn khi thịt được tiêu hoá trong cơ thể.

Xem thêm

Chiến tranh Thái Bình Dương (hay chiến tranh diêm tiêu)

Tham khảo

^ S. H. Baekeland "Några sidor af den kemiska industrien" (1914) Svensk Kemisk Tidskrift, p. 140.
^ ^a ^b Friedrich Georg Wieck, Uppfinningarnas bok (1873, Swedish translation of Buch der Erfindungen), vol. 4, p. 473.
^ Stephen R. Bown, A Most Damnable Invention: Dynamite, Nitrates, and the Making of the Modern World, Macmillan, 2005, ISBN 0-312-32913-X, p. 157
^ Albert A. Robbins "Chemical freezing package" Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 2.898.744, Issue date: August 1959
^ [1]
^ “Nitrosamine and related food intake and gastric and oesophageal cancer risk: a systematic review of the epidemiological evidence”. Bản gốc lưu trữ ngày 14 tháng 10 năm 2018. Truy cập 8 tháng 7 năm 2015.
^ [2]
^ "Why does processed meat increase bowel cancer risk?" Lưu trữ 2010-03-26 tại Wayback Machine, World Cancer Research Fund (2010) accessdate 2010-03-06