El nitrato de sodio es el compuesto químico con la fórmula Na N O
3Esta sal de nitrato de metal alcalino también se conoce como salitre de Chile (cuyos grandes depósitos se extrajeron históricamente en Chile ) [4] [5] para distinguirla del salitre común, el nitrato de potasio . La forma mineral también se conoce como nitratina , nitratita o nitro de sodio .
El nitrato de sodio es un sólido delicuescente blanco muy soluble en agua . Es una fuente fácilmente disponible del anión nitrato (NO 3 − ), que es útil en varias reacciones llevadas a cabo a escala industrial para la producción de fertilizantes , pirotecnia , bombas de humo y otros explosivos , esmaltes para vidrio y cerámica , conservantes de alimentos (especialmente carnes) y combustible sólido para cohetes . Se ha extraído ampliamente para estos fines.
El primer cargamento de salitre a Europa llegó a Inglaterra desde Perú en 1820 o 1825, justo después de la independencia de ese país de España, pero no encontró compradores y fue arrojado al mar para evitar el peaje aduanero. [6] [7] Sin embargo, con el tiempo, la extracción de salitre sudamericano se convirtió en un negocio rentable (en 1859, solo Inglaterra consumía 47.000 toneladas métricas). [7] Chile libró la Guerra del Pacífico (1879-1884) contra los aliados Perú y Bolivia y se apoderó de sus depósitos más ricos de salitre. En 1919, Ralph Walter Graystone Wyckoff determinó su estructura cristalina mediante cristalografía de rayos X.
Las mayores acumulaciones de nitrato de sodio natural se encuentran en Chile y Perú , donde las sales de nitrato están ligadas dentro de depósitos minerales llamados caliche . [8] Los nitratos se acumulan en la tierra a través de la precipitación por niebla marina y la oxidación/desecación del rocío del mar, seguida de la sedimentación gravitacional de NaNO 3 , KNO 3 , NaCl, Na 2 SO 4 y I en el aire, en la atmósfera cálida y seca del desierto. [9] Los ciclos de aridez extrema/lluvias torrenciales de El Niño/La Niña favorecen la acumulación de nitratos a través de la aridez y la solución/removilización/transporte de agua en pendientes y cuencas; el movimiento de la solución capilar forma capas de nitratos; el nitrato puro forma vetas raras. Durante más de un siglo, el suministro mundial del compuesto se extraía casi exclusivamente del desierto de Atacama , en el norte de Chile, hasta que, a principios del siglo XX, los químicos alemanes Fritz Haber y Carl Bosch desarrollaron un proceso para producir amoníaco a partir de la atmósfera a escala industrial (véase el proceso Haber ). Con el inicio de la Primera Guerra Mundial , Alemania comenzó a convertir el amoníaco obtenido mediante este proceso en un salitre chileno sintético , que era tan práctico como el compuesto natural en la producción de pólvora y otras municiones. En la década de 1940, este proceso de conversión dio lugar a una drástica disminución de la demanda de nitrato de sodio obtenido de fuentes naturales.
Chile aún posee las mayores reservas de caliche , con minas activas en lugares como Valdivia , María Elena y Pampa Blanca, y allí solía llamarse oro blanco . [4] [5] El nitrato de sodio, el nitrato de potasio , el sulfato de sodio y el yodo se obtienen mediante el procesamiento del caliche. Las antiguas comunidades mineras de salitre chilenas de Humberstone y Santa Laura fueron declaradas Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO en 2005.
El nitrato de sodio también se sintetiza industrialmente neutralizando el ácido nítrico con carbonato de sodio o bicarbonato de sodio :
o también neutralizándolo con hidróxido de sodio (sin embargo, esta reacción es muy exotérmica):
o mezclando cantidades estequiométricas de nitrato de amonio e hidróxido de sodio , bicarbonato de sodio o carbonato de sodio :
La mayor parte del nitrato de sodio se utiliza en fertilizantes, donde aporta una forma soluble en agua de nitrógeno. Su uso, que se da principalmente fuera de los países de altos ingresos, es atractivo porque no altera el pH del suelo. Otro uso importante es como complemento del nitrato de amonio en explosivos. El nitrato de sodio fundido y sus soluciones con nitrato de potasio tienen buena estabilidad térmica (hasta 600 °C) y altas capacidades térmicas. Estas propiedades son adecuadas para el recocido térmico de metales y para el almacenamiento de energía térmica en aplicaciones solares. [10]
El nitrato de sodio también es un aditivo alimentario utilizado como conservante y fijador del color en carnes y aves curadas; figura bajo su número INS 251 o número E E251. Está aprobado para su uso en la UE, [11] EE. UU. [12] y Australia y Nueva Zelanda. [13] El nitrato de sodio no debe confundirse con el nitrito de sodio , que también es un aditivo alimentario y conservante común utilizado, por ejemplo, en fiambres.
El nitrato de sodio también se ha investigado como un material de cambio de fase para la recuperación de energía térmica, debido a su entalpía de fusión relativamente alta de 178 J/g. [14] [15] Los ejemplos de las aplicaciones del nitrato de sodio utilizado para el almacenamiento de energía térmica incluyen tecnologías de energía solar térmica y canales parabólicos de generación directa de vapor . [14]
El nitrato de sodio se utiliza en un proceso de recubrimiento de acero en el que forma una superficie de capa de magnetita . [16]
Los estudios han demostrado un vínculo entre el aumento de los niveles de nitratos y el aumento de muertes por ciertas enfermedades, incluida la enfermedad de Alzheimer , la diabetes mellitus , el cáncer de estómago y la enfermedad de Parkinson : posiblemente a través del efecto dañino de las nitrosaminas en el ADN; sin embargo, se ha hecho poco para controlar otras posibles causas en los resultados epidemiológicos. [17] Las nitrosaminas, formadas en carnes curadas que contienen nitrato y nitrito de sodio, se han relacionado con el cáncer gástrico y el cáncer de esófago . [18] El nitrato y el nitrito de sodio están asociados con un mayor riesgo de cáncer colorrectal . [19]
En las últimas décadas, gracias a una mayor comprensión de los procesos patológicos y de la ciencia, existen pruebas sustanciales que respaldan la teoría de que la carne procesada aumenta el riesgo de cáncer de colon y que esto se debe al contenido de nitrato. Una pequeña cantidad del nitrato añadido a la carne como conservante se descompone en nitrito, además de cualquier nitrito que también pueda añadirse. El nitrito reacciona entonces con alimentos ricos en proteínas (como la carne) para producir NOC cancerígenos ( compuestos nitrosos ). Los NOC pueden formarse cuando la carne se cura o en el cuerpo cuando se digiere la carne. [20]
Sin embargo, varias cosas complican la comprensión, por lo demás sencilla, de que "los nitratos en los alimentos aumentan el riesgo de cáncer". Las carnes procesadas no tienen fibra, vitaminas ni antioxidantes fitoquímicos, tienen un alto contenido de sodio, pueden contener mucha grasa y, a menudo, se fríen o cocinan a una temperatura suficiente para degradar las proteínas en nitrosaminas. Los nitratos son intermediarios y efectores clave en la señalización vascular primaria que es necesaria para que todos los mamíferos sobrevivan. [21]