Какие свойства проявляет нитрат калия

Редакция: 27.02.2018     

Нитрит калия или азотистокислый калий – это калиевая соль азотистой кислоты. Формула вещества – KNO2. Нитрит калия представляет собой слегка желтоватый или белый кристаллический порошок. Он быстро растворяется в воде, а на воздухе постепенно окисляется до нитрата калия (КNO3). В пищевой промышленности более известен как добавка Е249. Ее используют в качестве консерванта для изделий из мяса/рыбы и стабилизатора окраски. Именно нитрит калия придает колбасе, сосискам и другим продуктам приятный розовый оттенок.

Что нужно знать о пищевой добавке, каковы ее свойства и как Е249 влияет на человеческий организм?

Общая характеристика

Нитрит калия – пищевая добавка, разрешенная в большинстве стран мира. В Пищевом кодексе Е249 относится к группе консервантов, подгруппе нитратов.

Консерванты – добавки, которые угнетают рост и развитие микроорганизмов в продуктах питания. Консерванты блокируют появление характерного запаха, гнилостного вкуса, плесени и токсинов. Нитраты – соли азотистой кислоты. Используются в промышленном производстве колбас/рыбы.

Научные исследования доказали высокую токсичность и опасность Е249, но более безопасного аналога добавке не могут найти по сегодняшний день. Чтобы обезопасить человеческий организм, по всему миру вводят максимально допустимую дозировку нитрита калия. К примеру, в России она составляет 0,06 мг/кг веса.

Добавка выглядит как белый/желтый кристаллический порошок. Он растворяется в воде и медленно окисляется на воздухе до КNO3 (нитрата калия). В природе вещество содержится в человеческой слюне или образуется естественным путем в остатках продуктов питания. В промышленных масштабах используют синтетический консервант. Его добывают из восстановленной массы нитрата калия при помощи свинца, диоксида серы и воздействия высоких температур.

Сферы применения

Нитрит калия – промышленный консервант. Его применяют аналогично другим солям и нитритам (к примеру, нитриту натрия и хлориду натрия). Е249 предотвращает рост и развитие ботулотоксина. Альтернативные сферы применения нитрита калия – аналитическая химия (для распознания аминов), фотография (для увеличения светочувствительности), производство азокрасителей (для диазотирования).

Что нужно знать о ботулотоксине?

Ботулотоксин – нейротоксин белковой природы. Вещество вырабатывается в процессе жизнедеятельности особых бактерий Clostridium botulinum. Ботулинический токсин считается сильнейшим органическим ядом среди всех известных науке органических токсинов. Токсин представляет опасность для большинства живых организмов, поскольку провоцирует развитие ботулизма.

Ботулизм – токсикоинфекционное поражение нервной системы. Основной удар приходится на спинной и продолговатый мозг. Болезнь разрушает черепные и глазодвигательные нервы, результатом чего может стать паралич глазных мышц. Ботулизм пагубно влияет на работу абсолютно всех групп мышц, провоцирует острую дыхательную недостаточность. Патология передается через слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта или органов дыхания. Также передача возможна через поврежденные легкие или дерму.

Случаи ботулизма регистрируют гораздо реже, нежели другие кишечные инфекции или отравления. Но заболевание не теряет актуальности, а около 10% случаев заражения заканчиваются летальным исходом. Ботулотоксины входят в число самых сильных веществ смертельного действия.

Безопасно ли использование Е249?

Аналога нитрита калия, который был бы абсолютно безопасен для человеческого организма, не существует. В странах Европейского союза, а с 2013 года и в России, консервант используют только в виде смеси с поваренной солью. Концентрация нитрита в смеси составляет 0,6%.

Научное сообщество утверждает, что большие дозы нитрита калия провоцируют рост злокачественных опухолей, разрушают внутреннюю микрофлору и становятся причиной аллергических реакций. Пищевая добавка может вызвать цианоз (синюшная окраска кожи и слизистых), раздражение, конвульсии и даже смерть. В ходе эксперимента ученые выяснили, что 200 мг/кг веса могут убить кролика. Смертельно опасная дозировка для человека точно не известна и может варьироваться под воздействием различных факторов (состояния здоровья, защитной реакции иммунитета, качества пищи и так далее).

Среднестатистический здоровый человек потребляет с пищей 40-100 миллиграммов нитритов в сутки. В питьевой воде допускается не более 50 миллиграммов на литр жидкости. Приемлемый уровень потребления для человека – до 7 миллиграммов на килограмм веса.

Человеческий организм тратит колоссальные объемы жидкости на усвоение консерванта. Уже после нескольких ломтиков пряного мяса человек ощущает неимоверную жажду. Не забывайте пить достаточное количество жидкостей, чтобы поддерживать водный баланс и функционирование тела.

Как обезопасить себя от Е249? Откажитесь от готовых промышленных продуктов (вяленая рыба, копченое мясо и прочее), чаще готовьте самостоятельно из качественной органической пищи или выбирайте соответствующие заведения. Еда – важная составляющая жизни. Это единственный процесс, который человек неукоснительно повторяет по несколько раз в день. Тщательный подбор рациона поможет не только избежать болезней, но и повысить общее качество жизни. Перед покупкой всегда читайте состав продукта. Выбирайте максимально простые составы без обилия консервантов и сложных химических терминов. Будьте внимательны и здоровы.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Свойства

Нитрит калия представляет собой бесцветные или слегка желтоватые высоко гигроскопичные кристаллы, при растворении в воде понижает ее температуру, раствор имеет слабо щелочную реакцию. Плотность 1.92 г/см³. Очень хорошо растворим в воде (при 20 °C 281 г на 100 мл воды, при 100 °C — 413 г на 100 мл воды). Кристаллы разрушаются при 360 °C (до достижения точки плавления которая равна 440 °C или 441 °C, при 100 КПа по данным польской и английской Википедии и 438 °C при давлении в 101325 Па[1], энтальпия плавления — 17 кДж/моль[1]).Выше этой температуры разлагается по пути

Как и нитрит натрия является окислителем особенно при повышенных температурах и реагирует с металлами такими как алюминий (особенно в порошкообразной форме), обезвоженными соединениями аммония такими как сульфат аммония, цианидами и многими органическими соединениями. На воздухе медленно доокисляется до нитрата калия

Нитриты можно выявить по характеристической реакции с сульфатом железа (II) в присутствии концентрированной серной кислоты (по образованию коричневого окраса).

Нахождение в естественных условиях и способы получения

В природе, нитриты появляются на промежуточных этапах азотного цикла — как при нитрификации (присоединении азота к соединениям) так и при денитрификации (отсоединении азота от соединений). В промышленности нитрит калия получают при реакции оксидов азота с гидроксидом калия. Также получается при окислении свинца нитратом калия

или в процессе термического разложения

Применение

• Нитрит калия как пищевая добавка Е249 (консервант) используется аналогично другим нитритам и солям (хлоридом натрия и нитритом натрия) — предотвращает образование ботулотоксина (образуется при жизнедеятельности палочки Clostridium botulinum). При добавлении к мясу образует нитрозомиоглобин имеющий характерный красный цвет который можно наблюдать в большинстве продуктов питания (колбасы, сосиски, и др.). Употребление продуктов, содержащих нитрит калия, вызывает жажду.
• Нитрит калия применяется для нитрирования при производстве азо-красителей.
• Нитрит калия применяется в аналитической химии для распознавания аминов.
• Нитрит калия применяется в фотографии как сенсибилизатор.

Биологическое действие

Нитрит калия является общеядовитым веществом, при дозе в 200 мг на килограмм веса 50 % подопытных кроликов гибнет. Он нитрифицирует амины при нормальных условиях с образованием канцерогенов (нитрозоаминов). Из-за возможных пагубных последствий воздействия нитритов, их применение для консервирования не рекомендуется, однако не всегда возможно подобрать адекватную безопасную замену.

Примечания

1. ↑ 1 2 Физические величины: Справочник/А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др.; Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М.; Энергоатомиздат, 1991 −1232 с — ISBN 5-283-04013-5

См. также

• Нитриты
• Пищевые добавки
• Красители
• Нитрат калия
• Амины

Wikimedia Foundation.
2010.

Нитрит-ион — это ион, состоящий из одного атома азота и двух атомов кислорода. Азот в этом ионе имеет заряд +3, следовательно заряд всего иона -1. Частица одновалентна. Формула нитрит-иона NO2-. Анион имеет нелинейную конфигурацию. Соединения, содержащие эту частицу, называются нитритами, например нитрита натрия — NaNO2, нитрит серебра — AgNO2.

Физические и химические свойства

Нитриты щелочных, щелочноземельных металлов и аммония представляют собой бесцветные или слегка желтоватые кристаллические вещества. Нитриты калия, натрия, бария в воде хорошо растворяются, нитриты серебра, ртути, меди – плохо. С повышением температуры растворимость повышается. Практически все нитриты плохо растворяются в эфирах, спиртах и малополярных растворителях.

Таблица. Физические характеристики некоторых нитритов.

Нитриты малоустойчивы к нагреванию: без разложения плавятся только нитриты щелочных металлов. В результате разложения выделяются газообразные продукты — O2 , NO, N2, NO2, и твердые вещества — оксид металла или сам металл. Например, разложение нитрита серебра(идет уже при 40 °С) сопровождается выделением элементного серебра и оксида азота (II):

2AgNO2 = AgNO3 + Ag + NO↑

Поскольку разложение идет с выделением большого количества газов, реакция может идти с взрывом, например, в случае нитрита аммония.

Окислительно-восстановительные свойства

Атом азота в нитрит-ионе имеет промежуточный заряд +3, вот почему для нитритов характерны как окислительные, так и восстановительные свойства. К примеру, нитриты будут обесцвечивать раствор калия перманганата в кислой среде, проявляя свойства окислителя:

5KNO2 + 2KMnO4 +3H2SO4 = 3H2O + 5KNO3 + 2MnSO4 + K2SO4

Свойства восстановителя нитрит-ионы проявляют, например, в реакции с крепким раствором пероксида водорода:

NO2- + H2O2 = NO3- + H2O

Восстановителем является нитрит при взаимодействии с броматом серебра (подкисленный раствор). Эта реакция используется в химическом анализе:

2NO2- + Ag+ + BrO2- = 2NO3- + AgBr↓

Еще одним примером восстановительных свойств является качественная реакция на нитрит-ион — взаимодействие бесцветных растворов [Fe(H2O)6]2+ с подкисленным раствором нитрита натрия с появлением бурого окрашивания.

Теоретические основы обнаружения NO2¯

Азотистая кислота при нагревании диспропорционирует с образованием оксида азота (II) и азотной кислоты:

HNO2 + 2HNO2 = NO3- + H2O + 2NO↑ + H+

Поэтому азотистую кислоту невозможно отделить от азотной кипячением. Как видно из уравнения, азотистая кислота, разлагаясь, частично превращается в азотную, что приведет к ошибкам в определении содержания нитратов.

Почти все нитриты растворяются в воде, наименее растворимым из этих соединений является нитрит серебра.

Нитрит-ион сам бесцветен, поэтому его выявляют реакциями образования других окрашенных соединений. Нитриты неокрашенных катионов также бесцветны.

Качественные реакции

Существует несколько качественных способов определения нитрит-ионов.

1. Реакция образования K3[Co(NO2)6].

В пробирку помещают 5 капель исследуемого раствора, содержащего нитрит, 3 капли раствора нитрата кобальта, 2 капли уксусной кислоты (разбавленной), 3 капли раствора хлорида калия. Образуется гексанитрокобальтат (III) K3[Co(NO2)6] – желтый кристаллический осадок. Нитрат-ион в исследуемом растворе не мешает обнаружению нитритов.

2. Реакция окисления иодидов.

Нитрит-ионы окисляют иодид-ионы в кислой среде.

2HNO2 + 2I- + 2H+ = 2NO↑ + I2↓ + 2H2O

В ходе реакции образуется элементарный иод, который легко обнаружить окрашиванием крахмала. Для этого реакцию можно проводить на фильтровальной бумаге, предварительно пропитанной крахмалом. Реакция очень чувствительна. Синий цвет появляется даже при наличии следов нитритов: открываемый минимум – 0,005 мкг.

Фильтровальную бумагу пропитывают крахмальным раствором, добавляют на нее 1 каплю 2н раствора уксусной кислоты, 1 каплю опытного раствора, 1 каплю 0,1н раствора иодида калия. При наличии нитрита появляется синее кольцо или пятно. Обнаружению мешают другие окислители, приводящие к образованию иода.

3. Реакция с перманганатом калия.

В пробирку помещают 3 капли раствора калия перманганата , 2 капли серной кислоты (разбавленной). Смесь нужно нагреть до 50-60 °С. Добавляют осторожно несколько капель нитрита натрия или калия. Раствор перманганата обесцвечивается. Другие восстановители, присутствующие в исследуемом растворе, способные окислить перманганат-ион, будут мешать выявлению NO2-.

4. Реакция с сульфатом железа (II).

Сульфат железа восстанавливает нитрит в нитрат в кислой среде (разбавленная серная кислота):

2KNO2 (тв.) + 2H2SO4 (разб.) + 2FeSO4 (тв.) = 2NO↑ + K2SO4 + Fe2(SO4)3 + 2H2O

Получившийся оксид азота (II) образует с избытком Fe2+ (не успевшими еще вступить в реакцию) комплексные ионы бурого цвета:

NO + Fe2+ = [FeNO]2+

NO + FeSO4 = [FeNO]SO4

Следует учесть, что с разбавленной серной кислотой реагируют нитриты, а с концентрированной будут реагировать нитраты. Поэтому для выявления нитрит-иона необходима именно разбавленная кислота.

5. Реакция с антипирином.

NO2- с антипирином в кислой среде дает раствор зеленого цвета.

6. Реакция с риванолом.

NO2- с риванолом, или этакридином (I) в кислой среде дает раствор красного цвета.

Количественное определение содержания нитритов в воде

По ГОСТу количественное содержание нитрит-ионов в воде определяют двумя фотометрическими методами: с использованием сульфаниловой кислоты и с использованием 4-аминобензолсульфонамида. Первый из них является арбитражным.

Из-за нестойкости нитритов их нужно определять сразу после взятия проб или же консервировать пробы добавлением на 1 л воды 1 мл серной кислоты (концентрированной) или 2-4 мл хлороформа; можно охладить пробу до 4 °С.

Мутную или цветную воду очищают гидроокисью алюминия, добавляя 2-3 мл суспензии на 250-300 мл воды. Смесь встряхивают, для анализа отбирают прозрачный слой после осветления.

Определение содержания нитритов с помощью сульфаниловой кислоты

Сущность метода: нитриты анализируемой пробы взаимодействуют с сульфаниловой кислотой, полученная соль реагирует 1-нафтиламином с выделением красно-фиолетового азокрасителя, его количество определяют фотометрически, затем проводят расчет концентрации нитритов в пробе воды. 1-нафтиламин и сульфаниловая кислота и входят в состав реактива Грисса.

Определение нитрит-ионов: методика

К 50 мл пробы воды приливают 2 мл раствора реактива Грисса в уксусной кислоте. Перемешивают и выдерживают 40 мин при обычной температуре или 10 мин при 50-60 °С на водяной бане. Затем замеряют оптическую плотность смеси. В роли холостой пробы применяют дистиллированную воду, которую готовят аналогично пробе анализируемой воды. Концентрацию нитритов рассчитывают по формуле:

X=K∙A∙50∙f / V,

где: K – коэффициент градуировочной характеристики,

A – установленное значение оптической плотности анализируемой пробы воды за вычетом установленного значения оптической плотности холостой пробы,

50 – объем мерной колбы,

f – коэффициент разбавления (если пробу не разбавляли, f=1),

V – объем аликвоты, взятой для анализа.

Нитриты в воде

Откуда нитрит-ионы в сточных водах? Нитриты в небольшом количестве всегда присутствуют в дождевой воде, поверхностных и подземных водах. Нитриты — промежуточная ступень в превращениях азотосодержащих веществ, осуществляемых бактериями. Эти ионы образуются при окислении катиона аммония до нитратов (в присутствии кислорода) и при противоположных реакциях – восстановления нитратов до аммиака или азота (при недостатке кислорода). Все эти реакции осуществляются бактериями, а источником азотосодержащих веществ является органика. Поэтому количественное содержание нитритов в воде – важный санитарный показатель. Превышение норм содержания нитритов говорит о фекальном загрязнении вод. Попадание стоков животноводческих ферм, заводов, промышленных предприятий, загрязнение водоемов водами с полей, где применялись азотные удобрения – основные причины высокого содержания нитритов в воде.

Получение

В промышленности нитрит натрия получают абсорбцией нитрозного газа (смесь NO и NO2) растворами NaOH или Na2CO3 с последующей кристаллизацией нитрита натрия:

NO + NO2 + 2NaOH (хол.)= 2NaNO2 + H2O

Реакция в присутствии кислорода идет с образованием нитрата натрия, поэтому необходимо обеспечить бескислородные условия.

Таким же методом в промышленности получают и нитрит калия. Кроме того, нитриты натрия и калия можно получить окислением свинца нитратом:

KNO3 (конц) + Pb (губка) + H2O = KNO2 + Pb(OH)2↓

KNO3 + Pb = KNO2 + PbO

Последняя реакция идет при температуре 350-400 °С.