Azotany

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Jon azotanowy
struktury rezonansowe jonu azotanowego
struktury rezonansowe jonu azotanowego
  potencjał elektryczny jonu azotanowego
Nitrate-ion-elpot.png
potencjał elektryczny jonu azotanowego
Wzór chemiczny NO3
Masa molowa 62,00 g/mol
PubChem 943[1]
Typ hybrydyzacji i VSEPR sp2
Podobne azotyny
Commons Multimedia w Wikimedia Commons

Azotany (nazwa systematyczna: trioksydoazotany(1−); w systemie Stocka: azotany(V)) − grupa związków chemicznych, sole i estry kwasu azotowego (HNO3).

Azotany – sole kwasu azotowego[edytuj | edytuj kod]

Azotany są krystalicznymi substancjami, dobrze rozpuszczalnymi w wodzie. Mają silne właściwości utleniające[2].

Azotany otrzymuje się w reakcji: kwas azotowy + metal lub tlenek/wodorotlenek/węglan metalu.

Azotany należą do V grupy analitycznej anionów, wykrywa się je za pomocą m.in. próby obrączkowej.

Mogą występować w przyrodzie jako minerały saletry, np. saletra chilijska (nitronatryt), saletra indyjska (nitrokalit).

Znajdują zastosowanie jako nawozy mineralne, materiały wybuchowe, do produkcji barwników, w lecznictwie oraz jako topniki.

Struktura[edytuj | edytuj kod]

Wszystkie azotany zawierają jon azotanowy NO3. Jon ten wykazuje strukturę płaską. Atom azotu jest w stanie hybrydyzacji sp2. Zhybrydyzowane orbitale tworzą wiązania σ z trzema atomami tlenu. Ponadto, pokrywanie się niezhybrydyzowanego, prostopadłego do płaszczyzny cząsteczki orbitalu p z odpowiednimi orbitalami p atomów tlenu powoduje utworzenie zdelokalizowanych orbitali π. Poza tym, wokół każdego atomu tlenu zlokalizowane są po dwie niewiążące pary elektronowe. Zgodnie z powyższym, wszystkie wiązania N−O są równocenne. Ich długość wynosi 124 pm, a kąt pomiędzy nimi 120°.

W przypadku przyjęcia przez jon azotanowy kationu, np. metalu czy wodoru i utworzenia soli lub kwasu azotowego, jedna z niewiążących par elektronowych jednego z atomów tlenu jest zużywana na utworzenie z nim wiązania σ. W efekcie następuje wydłużenie wiązania tego atomu tlenu z atomem azotu, a także powiększenie się kąta pomiędzy wiązaniami atomu azotu z pozostałymi atomami tlenu i nieznacznym ich skróceniem.

Przykładowe azotany nieorganiczne[edytuj | edytuj kod]

Azotany organiczne[edytuj | edytuj kod]

Organiczne sole kwasu azotowego[edytuj | edytuj kod]

Zasadowe związki organiczne, np. aminy, tworzą z kwasem azotowym sole amoniowe, np.

Estry kwasu azotowego[edytuj | edytuj kod]

Azotan – ester kwasu azotowego

Estry kwasu azotowego mają wzór ogólny R−O−NO2, gdzie R jest dowolną resztą organiczną.

Wobec estrów kwasu azotowego zamiast nazwy „azotan związku” (np. azotan celulozy) używa się często niezbyt poprawnej nazwy „nitrozwiązek” (np. nitroceluloza) przysługujących związkom zawierającym grupę nitrową (−NO2) połączoną bezpośrednio z atomem węgla. Wynika to ze względów historycznych i głębokiego zakorzenienia tych nazw.

Przykładowe estry kwasu azotowego:

Azotany w akwarium[edytuj | edytuj kod]

Azotany są końcowym produktem przemiany azotowej tzw. cyklu azotowego realizowanym przez bakterie nitryfikacyjne, odpadowych białek, mocznika oraz amoniaku. W akwarium pochłaniają je rośliny oraz w mniejszym stopniu glony, a usuwane są poprzez przekształcenie do wolnego azotu przez beztlenowe bakterie denitryfikacyjne w specjalnym filtrze (denitryfikatorze), przez tzw. strefy beztlenowe w podłożu lub podmianę wody. Azotany są uważane za najmniej szkodliwe ze wszystkich związków azotowych. Dopuszczalne krótkotrwałe stężenie dla ryb w akwariach słodkowodnych wynosi do 50 mg/l. Organizmy morskie mają znacznie mniejszą tolerancję, np. koralowce wymagają zawartości poniżej 5 mg/l.

Stężenia w akwariach słodkowodnych[edytuj | edytuj kod]

  • poniżej 5 mg/l - szkodliwe
  • od 5 czasem 10 mg/l - poziom utrzymywany w akwariach ze specjalnym filtrem (denitryfikatorem)
  • do 40 mg/l - wspomagają rozwój roślin
  • 40-80 mg/l – powodują wzrost glonów
  • 80-140 mg/l – zahamowanie wzrostu roślin i gwałtowny wzrost glonów
  • ponad 140 mg/l – niebezpieczne dla ryb i roślin.

Azotany w wodociągowej wodzie pitnej[edytuj | edytuj kod]

Polskie i europejskie prawo dopuszcza zawartość azotanów do 50 mg/l[5].

Przypisy

  1. Azotany – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  2. Encyklopedia techniki Chemia. Warszawa: WNT, 1965.
  3. Burlington Northern tank-car explodes in South Wenatchee killing two people and injuring 66 on August 6, 1974. HistoryLink.org - the Free Online Encyclopedia of Washington State History. [dostęp 2012-11-12].
  4. K.N. Marsh, J.A. Boxall, R. Lichtenthaler. Room temperature ionic liquids and their mixtures—a review. „Fluid Phase Equilibria”. 219, s. 93–98, 2004. doi:10.1016/j.fluid.2004.02.003. 
  5. Dyrektywa Rady 98/83/WE z dnia 3 listopada 1998 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. EUR-Lex, 1998-03-11. [dostęp 2012-04-09].

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]