El nitrato es un ion poliatómico con la fórmula química NO.−
3. Las sales que contienen este ion se llaman nitratos . Los nitratos son componentes comunes de fertilizantes y explosivos. [1] Casi todos los nitratos inorgánicos son solubles en agua . Un ejemplo de nitrato insoluble es el oxinitrato de bismuto .
El ion es la base conjugada del ácido nítrico y consta de un átomo de nitrógeno central rodeado por tres átomos de oxígeno unidos idénticamente en una disposición plana trigonal . El ion nitrato lleva una carga formal de −1. Esta carga resulta de una combinación de carga formal en la que cada uno de los tres oxígenos lleva una carga − 2 ⁄ 3 , mientras que el nitrógeno lleva una carga +1, todo lo cual se suma a la carga formal del ion nitrato poliatómico. Esta disposición se utiliza comúnmente como ejemplo de resonancia . Al igual que el ion carbonato isoelectrónico , el ion nitrato puede representarse mediante estructuras de resonancia:
Una rica fuente de nitrato inorgánico en la dieta humana proviene de alimentos de hojas verdes, como las espinacas y la rúcula . NO−
3(nitrato inorgánico) es el componente activo viable del jugo de remolacha y otras verduras. El agua potable también es una fuente dietética. [2]
La suplementación dietética con nitratos ofrece resultados positivos al evaluar el rendimiento en ejercicios de resistencia. [3]
La ingestión de grandes dosis de nitrato, ya sea en forma de nitrato de sodio puro o jugo de remolacha en individuos jóvenes sanos, aumenta rápidamente la concentración plasmática de nitrato en un factor de 2 a 3, y esta concentración elevada de nitrato puede mantenerse durante al menos 2 semanas. El aumento de nitrato plasmático estimula la producción de óxido nítrico , NO. El óxido nítrico es una importante molécula de señalización fisiológica que se utiliza, entre otras cosas, en la regulación del flujo sanguíneo muscular y la respiración mitocondrial. [4]
El consumo de nitritos está determinado principalmente por la cantidad de carnes procesadas consumidas y la concentración de nitratos en estas carnes. Aunque los nitritos son el compuesto de nitrógeno que se utiliza principalmente en el curado de carne, también se utilizan nitratos. Los nitratos conducen a la formación de nitrosaminas . [5] La producción de nitrosaminas cancerígenas puede inhibirse mediante el uso de los antioxidantes vitamina C y la forma alfa-tocoferol de la vitamina E durante el curado. [6]
Muchos procesadores de carne afirman que sus carnes (por ejemplo, tocino) no están "curadas", lo cual es una afirmación de marketing sin fundamento fáctico: no existe el tocino "sin curar" (ya que sería, esencialmente, panceta de cerdo cruda en rodajas). [7] [ se necesita una mejor fuente ] La carne "sin curar" en realidad se cura con nitritos prácticamente sin distinción en el proceso; la única diferencia es el requisito de etiquetado del USDA entre nitrito de origen vegetal (como el apio) versus "sintético". ' nitrito de sodio. (Una analogía sería la "sal marina" purificada versus el cloruro de sodio; ambos son exactamente el mismo químico y la única diferencia esencial es el origen).
Las dietas antihipertensivas, como la dieta DASH , normalmente contienen altos niveles de nitratos, que primero se reducen a nitrito en la saliva, como se detecta en las pruebas de saliva , antes de formar óxido nítrico . [2]
Las sales de nitrato se encuentran naturalmente en la tierra en ambientes áridos como grandes depósitos, particularmente de nitratina , una fuente importante de nitrato de sodio .
Los nitratos son producidos por varias especies de bacterias nitrificantes en el ambiente natural utilizando amoníaco o urea como fuente de nitrógeno y fuente de energía libre. Los compuestos de nitrato para la pólvora se producían históricamente, en ausencia de fuentes minerales de nitrato, mediante diversos procesos de fermentación utilizando orina y estiércol.
Los rayos en la atmósfera terrestre, rica en nitrógeno y oxígeno, producen una mezcla de óxidos de nitrógeno, que forman iones nitrosos e iones de nitrato, que son arrastrados de la atmósfera por la lluvia o por deposición oculta .
Los nitratos se producen industrialmente a partir del ácido nítrico . [1]
Los nitratos se utilizan como fertilizantes en la agricultura debido a su alta solubilidad y biodegradabilidad. Los principales fertilizantes nitratados son las sales de amonio , sodio , potasio , calcio y magnesio . Para ello se producen anualmente varios miles de millones de kilogramos. [1]
Los nitratos se utilizan como agentes oxidantes, sobre todo en explosivos, donde la rápida oxidación de los compuestos de carbono libera grandes volúmenes de gases (consulte la pólvora como ejemplo).
El nitrato de sodio se utiliza para eliminar las burbujas de aire del vidrio fundido y de algunas cerámicas. Se utilizan mezclas de sales fundidas para endurecer algunos metales. [1]
El nitrato también se utilizó como material de película a través de nitrocelulosa . Debido a su alta combustibilidad, los estudios cambiaron a una película de seguridad de acetato en 1950.
En el campo médico, los nitratos, como el trinitrato de glicerilo , el dinitrato de isosorbida y el mononitrato de isosorbida , se utilizan en la profilaxis y el tratamiento del síndrome coronario agudo , el infarto de miocardio y el edema pulmonar agudo . [8] Esta clase de medicamentos también se conocen como nitrovasodilatadores .
Casi todos los métodos para la detección de nitratos se basan en su conversión en nitrito seguida de pruebas específicas de nitrito. La reducción de nitrato a nitrito se realiza mediante material de cobre-cadmio. La muestra se introduce con un analizador de inyección de flujo y el efluente resultante que contiene nitrito se combina luego con un reactivo para detección colorimétrica o electroquímica. El más popular de estos ensayos es la prueba de Griess , mediante la cual el nitrito se convierte en un colorante azoico de color intenso adecuado para el análisis espectroscópico UV-vis. El método explota la reactividad del ácido nitroso derivada de la acidificación del nitrito. El ácido nitroso reacciona selectivamente con aminas aromáticas para dar sales de diazonio, que a su vez se acoplan con un segundo reactivo para dar el colorante azoico. El límite de detección es de 0,02 a 2 μM. [9] Estos métodos se han adaptado altamente a muestras biológicas. [10]
La toxicidad aguda del nitrato es baja. Existe "un desacuerdo sustancial" sobre los riesgos a largo plazo de la exposición a los nitratos. Las dos áreas de posible preocupación son que (i) el nitrato podría ser un precursor del nitrito en el tracto gastrointestinal inferior , y el nitrito es un precursor de las nitrosaminas, que están implicadas en la carcinogénesis, y (ii) el nitrato está implicado en la metahemoglobinemia , un trastorno de la hemoglobina en los glóbulos rojos. [11] [12]
Los nitratos no afectan a los bebés ni a las mujeres embarazadas. [13] [14] El síndrome del bebé azul es causado por una serie de otros factores, como malestar gástrico, como infección diarreica, intolerancia a las proteínas, toxicidad por metales pesados, etc., y los nitratos desempeñan un papel menor. [15]
A través de la Ley de Agua Potable Segura , la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos ha establecido un nivel máximo de contaminante de 10 mg/L o 10 ppm de nitrato en el agua potable. [dieciséis]
El Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios (JEFCA) estableció una ingesta diaria aceptable (IDA) de iones nitrato en el rango de 0 a 3,7 mg (kg de peso corporal) −1 día −1 . [17]
En sistemas de agua dulce o estuarinos cercanos a la tierra, el nitrato puede alcanzar concentraciones letales para los peces. Si bien el nitrato es mucho menos tóxico que el amoníaco, [18] niveles superiores a 30 ppm de nitrato pueden inhibir el crecimiento, dañar el sistema inmunológico y causar estrés en algunas especies acuáticas. [19] La toxicidad de los nitratos sigue siendo un tema de debate. [20]
En la mayoría de los casos de concentraciones excesivas de nitrato en sistemas acuáticos, las fuentes principales son las descargas de aguas residuales, así como la escorrentía superficial de áreas agrícolas o ajardinadas que han recibido un exceso de fertilizantes con nitrato. La eutrofización y la proliferación de algas resultantes provocan anoxia y zonas muertas . Como consecuencia, como el nitrato forma un componente de los sólidos disueltos totales , se utiliza ampliamente como indicador de la calidad del agua .
Los síntomas de intoxicación por nitratos en animales domésticos incluyen aumento de la frecuencia cardíaca y respiratoria; en casos avanzados, la sangre y el tejido pueden adquirir un color azul o marrón. Se puede analizar el alimento en busca de nitrato; El tratamiento consiste en complementar o sustituir los suministros existentes con material con menor contenido de nitratos. Los niveles seguros de nitrato para varios tipos de ganado son los siguientes: [21]
Los valores anteriores se refieren a una base seca (sin humedad).
Formación de nitratos con elementos de la tabla periódica:
