Sodyum nitrat

Sodyum nitrat
	NaNO3 3D top modeli
Adlandırmalar
	IUPAC adı Sodyum nitrat
	Diğer adlar Şili güherçilesi; Nitratin; Peru güherçilesi
Tanımlayıcılar
CAS numarası	7631-99-4 ;
3D model (JSmol)	Etkileşimli görüntü;
ChEMBL	ChEMBL1644698 ;
ChemSpider	22688 ;
ECHA InfoCard	100.028.686
EC Numarası	231-554-3;
E numaraları	E251 (koruyucular)
PubChem CID	24268;
RTECS numarası	WC5600000;
UNII	8M4L3H2ZVZ ;
UN numarası	1498
CompTox Bilgi Panosu (EPA)	DTXSID6020937 ;
	InChI InChI=1S/NO3.Na/c2-1(3)4;/q-1;+1 Key: VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N ; InChI=1/NO3.Na/c2-1(3)4;/q-1;+1 Key: VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYAL;
	SMILES [Na+].[O-][N+]([O-])=O;
Özellikler
Molekül formülü	NaNO3
Molekül kütlesi	84,9947 gr/mol
Görünüm	Beyaz toz ya da renksiz kristaller
Koku	tatlı
Yoğunluk	2,257 gr/cm3, katı
Erime noktası	308 °C (586 °F; 581 K)
Kaynama noktası	380 °C (716 °F; 653 K) bozunur
Çözünürlük (su içinde)	73 gr/100 mL su (0 °C) ; 91,2 gr/100 mL su (25 °C); 180 gr/100 mL su (100 °C)
Çözünürlük	amonyak, hidrazinde çok çözünür ; alkolde çözünür; piridinde çok az çözünür ; asetonda çözünmez
Manyetik alınganlık (χ)	−25,6·10−6 cm3/mol
Kırınım dizimi (nD)	1,587 (trigonal) ; 1,336 (rombohedral)
Akmazlık	2,85 cP (317 °C)
Yapı
Kristal yapı	trigonal ve rombohedral
Termokimya
Isı sığası (C)	93,05 J/mol K
Standart molar entropi (S⦵298)	116 J•mol−1•K−1
Standart formasyon entalpisi (ΔfH⦵298)	−467 kJ•mol−1
Gibbs serbest enerjisi (ΔfG⦵)	-365,9 kJ/mol
Tehlikeler
	İş sağlığı ve güvenliği (OHS/OSH):
Ana tehlikeler	Zararlı (Xn); Oksitleyici (O)
	GHS etiketleme sistemi:
Piktogramlar
Tehlike ifadeleri	H272, H319
Önlem ifadeleri	P220, P305+P351+P338
NFPA 704; (yangın karosu)	1 0 0 OX
Parlama noktası	Yanıcı değildir
	Öldürücü doz veya konsantrasyon (LD, LC):
LD50 (medyan doz)	3236 mg/kg
AB sınıflandırması	Hazchem O
Güvenlik bilgi formu (SDS)	ICSC 0185
Benzeyen bileşikler
Diğer anyonlar	Sodyum nitrit
Diğer katyonlar	Lityum nitrat; Potasyum nitrat; Rubidyum nitrat; Sezyum nitrat
Benzeyen bileşikler	Sodyum sülfat; Sodyum klorür
	Aksi belirtilmediği sürece madde verileri, Standart sıcaklık ve basınç koşullarında belirtilir (25 °C [77 °F], 100 kPa).
	Bilgi kutusu kaynakları

Sodyum nitrat formülü Na N O₃ olan kimyasal bileşiktir. Güherçile'den ayırmak için Şili güherçilesi (bu ülkede büyük miktarda yığınlar halinde bulunması nedeniyle bu ad verilmiştir) adı da verilen bu beyaz renkli kristal tuz, potasyum nitrata oranla suda çok fazla çözünmektedir. Havadan nem çeker.

Portekizin Algarve bölgesindeki bir köy duvarında Şili'den ithal edilmiş sodyum nitrat gübresine ait bir reklam

Sodyum nitrat gıda katkısı ve gübrelerde, piroteknik malzeme olarak, sis bombasının içeriğinde, katı roket itici yakıtı olarak kullanıldığı gibi, cam ve seramik sektöründe de kullanılır. Bileşik bu amaçlar için kullanılmak için Şili’de bulunan geniş güherçile yataklarından çok miktarda çıkarılmaktadır.

Tarihçe

Şili güherçilesinin Avrupa’ya ilk sevkiyatı 1820 ya da 1825 yılında İngiltere’ye gerçekleşse de herhangi bir alıcı bulunamadığından dolayı gümrük ücretini ödememek için denize döküldü.^[4]^[5] Ancak zamanla, Güney Amerika güherçile madenciliği karlı bir iş haline geldi (1859 yılında, sadece İngiltere 47,000 metrik ton tüketti^[5]). Şili, Pasifik Savaşında Peru ve Bolivya müttefik kuvvetlerine karşı savaştı ve bütün zengin maden yataklarını aldı. 1919 yılında, Ralph Walter Graystone Wyckoff X ışını kristalografisini kullanarak sodyum nitratın kristal yapısını belirledi.

Oluşumu

Doğal olarak oluşan sodyum nitratın en büyük birikimleri, nitrat tuzlarının kaliş cevheri adı verilen tuz yataklarına bağlandığı Şili ve Peru'da bulunur.^[6] Nitratlar, denizden gelen sis yağışı ve deniz serpintisinin yükseltgenip kurumasıyla ve ardından havada taşınan NaNO₃, KNO₃, NaCl, Na₂SO₄ ve I’un yerçekimine uyarak kuru çöl atmosferinde karada çökmesi sonucu birikirler.^[7] El Niño/La Niña aşırı kuraklık / şiddetli yağmur döngüleri, hem kuraklık hem de su çözeltisi / yeniden taşınma / yamaçlara ve havzalara taşınması yoluyla nitrat birikimini destekler; kılcal çözelti hareketi nitrat katmanları oluşturur; saf nitrat nadir damarlar oluşturur. 20. yüzyılın dönümünde, Alman kimyagerler Fritz Haber ve Carl Bosch, endüstriyel ölçekte atmosferden amonyak üretmek için bir süreç (bkz. Haber işlemi) geliştirene kadar, bileşiğin dünya arzı yüzyılı aşkın bir süre boyunca neredeyse tamamen Kuzey Şili‘deki Atacama Çölünden karşılandı. I. Dünya Savaşı'nın başlamasıyla Almanya, Amonyak'ı bu süreç yardımıyla barut ve diğer mühimmat üretiminde doğal bileşik kadar pratik olan, sentetik Şili güherçilesine dönüştürmeye başladı. 1940'lara gelindiğinde, bu dönüşüm süreci doğal kaynaklardan tedarik edilen sodyum nitrat talebinde çarpıcı bir düşüşe neden oldu.

Şili, Pedro de Valdivia, María Elena ve Pampa Blanca gibi yerlerdeki aktif maden ocaklarıyla hâlâ en büyük kaliş rezervine sahiptir. Oralarda eskiden kaliş madenine beyaz altın adı veriliyordu.^[8]^[9] Sodyum nitrat, potasyum nitrat, sodyum sülfat ve iyot kalişin işlenmesi ile elde edilir. Humberstone ve Santa Laura’nın eski Şili güherçilesi madenleri halkının yaşadığı yerler 2005 yılında Unesco Dünya Mirası alanları olarak ilan edildi.

Sentezi

Sodyum nitrat, ayrıca nitrik asitin sodyum karbonat veya sodyum bikarbonat ile nötürleştirilmesiyle:

2 HNO₃ + Na₂CO₃ → 2 NaNO₃ + H₂O + CO₂

HNO₃ + NaHCO₃ → NaNO₃ + H₂O + CO₂

veya, ayrıca sodyum hidroksit ile nötralize ederek (ancak bu reaksiyon çok ekzotermiktir):

HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂O

veyahut stokiyometrik miktarlarda amonyum nitrat ve sodyum hidroksit, sodyum bikarbonat ya da sodyum karbonat karıştırılarak endüstiyel olarak sentezlenir:

NH₄NO₃ + NaOH → NaNO₃ + NH₄OH

NH₄NO₃ + NaHCO₃ → NaNO₃ + NH₄HCO₃

2NH₄NO₃ + Na₂CO₃ → 2NaNO₃ + (NH₄)₂CO₃

Kullanımı

Sodyum nitrat, damıtma yoluyla, nitrik asit üretmek için sülfürik asit ile birleştirilebilir. Daha az ayrışma için ihtiyaç duyulan düşük sıcaklık, damıtmada daha düşük basınç uygulanarak sağlanır. 1 mol sülfürik asit başına teorik olarak 2 mol nitrik asit verimi, çok yüksek bir reaksiyon bitiş sıcaklığı, fazla bozunma ve uzaklaştırılması zor bir katı nötr sülfat eldesi ile sonuçlanır. Bu reaksiyon endüstriyel olarak önemli olduğundan, imbikten erimiş halde dökülen çoğunlukla bisülfat ürünü üzerinde aşırı sülfürik asit ile çalışmak yaygın bir uygulamadır.

Amatör altın arıtıcıları, altın ve diğer metalleri çözen hibrit bir kral suyu yapmak için sodyum nitrat kullanır.

Daha az yaygın olan uygulamalar arasında havai fişeklerde oksitleyici, karabarutta yaygın olarak kullanılan potasyum nitratın yerine ve ani soğuk paketlerde bileşen olarak bulunur.^[10]

Sodyum nitrat, ısı depolama ve daha yakın zamanda güneş enerjisi santrallerinde ısı aktarımı için potasyum nitrat ve kalsiyum nitrat ile birlikte kullanılır. Andasol Güneş Enerjili Elektrik Santrali ve Arşimet projesi gibi prototip tesislerde enerji depolama malzemesi olarak sodyum nitrat, kalsiyum nitrat ve potasyum nitrat karışımı kullanılır.

Atık su endüstrisinde fakültatif mikroorganizma solunumu için de kullanılır. Bir mikroorganizma cinsi olan Nitrosomonas, oksijen yerine nitrat tüketerek arıtılacak atık suda daha hızlı büyümesini sağlar.

Sodyum nitrat bazen karbon dozajlama tekniklerini kullanan deniz akvaryumcuları tarafından da kullanılır. Sudaki nitrat seviyelerini artırmak ve bakteri üremesini teşvik etmek için kullanılır.

Gıda

Sodyum nitrat ayrıca tütsülenmiş et ve kümes hayvanlarında koruyucu ve renk sabitleyici olarak kullanılan bir gıda katkısıdır; INS numarası 251 veya E numarası E251 olarak listelenmiştir. Kullanımı için AB,^[11] ABD^[12] ile Avustralya ve Yeni Zelanda’da^[13] onay almıştır. Sodyum nitrat, örneğin salam gibi yemeye hazır şarküteri etlerinde kullanılan yaygın bir gıda katkı maddesi ve koruyucu olan sodyum nitrit ile karıştırılmamalıdır.

Sağlık sorunları

Çalışmalar, nitrat seviyelerinin artması ve Alzheimer hastalığı, şeker hastalığı, mide kanseri ve Parkinson hastalığı da dahil olmak üzere belirli hastalıklardan kaynaklanan ölümlerin artması arasında bir bağlantı olduğunu göstermiştir: ancak nitrozaminlerin DNA üzerindeki olası zararlı etkisi sayesinde, epidemiyolojik sonuçlardaki diğer olası nedenleri kontrol etmek için çok az şey yapılır.^[14] Sodyum nitrat ve nitrit içeren tütsülenmiş etlerde oluşan nitrozaminler, mide kanseri ve yemek borusu kanserine bağlanmıştır.^[15] Sodyum nitrat ve nitrit daha yüksek olarak kalın bağırsak kanseri riski ile ilişkilidir.^[16]

İşlenmiş etin kolon kanseri riskini artırmasının nedenlerinden biri, nitrat içeriğidir. Koruyucu olarak ete ilave edilen az miktarda nitrat, ilave edilebilecek herhangi bir nitrite ek olarak nitrite dönüşür. Nitrit daha sonra kanserojen NOCs (nitrozo bileşikleri) üretmek için protein açısından zengin gıdalarla (et gibi) reaksiyona girer. Nitrozo bileşikleri, et tütsülendirildiğinde veya et sindirildikçe vücutta oluşturulabilir.^[17]

Ancak bazı şeyler, "gıdadaki nitratların kanser riskinizi artırdığı" önermesini bozar. İşlenmiş etlerde lif, vitamin veya fitokimyasal antioksidanlar bulunmaz, sodyum oranı yüksektir, yüksek yağ içerebilir ve genellikle proteini nitrozaminlere indirgemeye yetecek bir sıcaklıkta kızartılır veya pişirilir. Nitratlar, tüm memelilerin hayatta kalması için gerekli olan birincil damar sistemi sinyallemesinde anahtar ara maddeler ve efektörlerdir.^[18]