El ion nitrito tiene la fórmula química NO −
2El nitrito (principalmente el nitrito de sodio ) se utiliza ampliamente en las industrias química y farmacéutica. [1] El anión nitrito es un intermediario omnipresente en el ciclo del nitrógeno en la naturaleza. El nombre nitrito también se refiere a compuestos orgánicos que tienen el grupo –ONO, que son ésteres de ácido nitroso .
El nitrito de sodio se fabrica industrialmente haciendo pasar una mezcla de óxidos de nitrógeno en una solución acuosa de hidróxido de sodio o carbonato de sodio : [2] [1]
El producto se purifica por recristalización. Los nitritos de metales alcalinos son térmicamente estables hasta su punto de fusión y más allá de él (441 °C para KNO 2 ). El nitrito de amonio se puede obtener a partir de trióxido de dinitrógeno , N 2 O 3 , que formalmente es el anhídrido del ácido nitroso:
El ion nitrito tiene una estructura simétrica ( simetría C 2v ), con ambos enlaces N–O que tienen la misma longitud y un ángulo de enlace de aproximadamente 115°. En la teoría del enlace de valencia , se describe como un híbrido de resonancia con contribuciones iguales de dos formas canónicas que son imágenes especulares una de la otra. En la teoría de orbitales moleculares , hay un enlace sigma entre cada átomo de oxígeno y el átomo de nitrógeno, y un enlace pi deslocalizado formado por los orbitales p de los átomos de nitrógeno y oxígeno que es perpendicular al plano de la molécula. La carga negativa del ion se distribuye de manera uniforme entre los dos átomos de oxígeno. Tanto los átomos de nitrógeno como los de oxígeno llevan un par solitario de electrones. Por lo tanto, el ion nitrito es una base de Lewis .
En fase gaseosa existe predominantemente como molécula transplanar .
El nitrito es la base conjugada del ácido débil ácido nitroso :
El ácido nitroso también es muy volátil y tiende a desproporcionarse :
Esta reacción es lenta a 0 °C. [2] La adición de ácido a una solución de nitrito en presencia de un agente reductor , como el hierro (II), es una forma de producir óxido nítrico (NO) en el laboratorio.
El estado de oxidación formal del átomo de nitrógeno en el nitrito es +3. Esto significa que puede oxidarse a estados de oxidación +4 y +5, o reducirse a estados de oxidación tan bajos como -3. Los potenciales de reducción estándar para reacciones que involucran directamente al ácido nitroso se muestran en la siguiente tabla: [4]
Los datos pueden ampliarse para incluir productos con estados de oxidación más bajos. Por ejemplo:
Las reacciones de oxidación suelen dar lugar a la formación del ion nitrato , con nitrógeno en estado de oxidación +5. Por ejemplo, la oxidación con el ion permanganato se puede utilizar para el análisis cuantitativo del nitrito (mediante titulación ):
Los productos de las reacciones de reducción con el ion nitrito varían, dependiendo del agente reductor utilizado y su fuerza. Con dióxido de azufre , los productos son NO y N 2 O; con estaño (II) (Sn 2+ ) el producto es ácido hiponitroso (H 2 N 2 O 2 ); la reducción hasta amoníaco (NH 3 ) ocurre con sulfuro de hidrógeno . Con el catión hidrazinio ( N
2yo+
5) el producto de la reducción del nitrito es el ácido hidrazoico (HN 3 ), un compuesto inestable y explosivo:
que también puede reaccionar además con el nitrito:
Esta reacción es inusual porque involucra compuestos con nitrógeno en cuatro estados de oxidación diferentes. [2]
El nitrito se detecta y analiza mediante la reacción de Griess , que implica la formación de un colorante azoico de color rojo intenso tras el tratamiento de un NO−
2-muestra que contiene ácido sulfanílico y naftil-1-amina en presencia de ácido. [5]
El nitrito es un ligando ambidentado y puede formar una amplia variedad de complejos de coordinación al unirse a iones metálicos de varias maneras. [2] Dos ejemplos son el complejo nitrito rojo [Co(NH 3 ) 5 (ONO)] 2+ es metaestable y se isomeriza al complejo nitro amarillo [Co(NH 3 ) 5 (NO 2 )] 2+ . El nitrito es procesado por varias enzimas, todas las cuales utilizan complejos de coordinación.
En la nitrificación , el amonio se convierte en nitrito. Entre las especies más importantes se encuentran las Nitrosomonas . Otras especies bacterianas, como las Nitrobacter , son responsables de la oxidación del nitrito en nitrato.
Muchas especies de bacterias pueden reducir el nitrito a óxido nítrico o amoníaco . En condiciones de hipoxia, el nitrito puede liberar óxido nítrico, que provoca una potente vasodilatación . Se han descrito varios mecanismos para la conversión del nitrito en NO, incluida la reducción enzimática por la xantina oxidorreductasa , la nitrito reductasa y la NO sintasa (NOS), así como reacciones de desproporción ácida no enzimáticas .
Los colorantes azoicos y otros colorantes se preparan mediante un proceso llamado diazotación , que requiere nitrito. [1]
La adición de nitritos y nitratos a carnes procesadas como jamón, tocino y salchichas reduce el crecimiento y la producción de toxinas de C. botulinum . [8] [9] El nitrito de sodio se utiliza para acelerar el curado de la carne y también impartir un color atractivo. [10] Por otro lado, un estudio de 2018 de la Asociación Británica de Productores de Carne determinó que los niveles legalmente permitidos de nitrito no tienen efecto sobre el crecimiento de Clostridium botulinum . [11] En los EE. UU., la carne no se puede etiquetar como "curada" sin la adición de nitrito. [12] [13] [14] En algunos países, los productos de carne curada se fabrican sin nitrato o nitrito, y sin nitrito de origen vegetal. Se informó en 2018 que el jamón de Parma , producido sin nitrito desde 1993, no causó casos de botulismo. [10]
En ratones, los alimentos ricos en nitritos junto con grasas insaturadas pueden prevenir la hipertensión , lo que explica el aparente efecto sobre la salud de la dieta mediterránea . [15] Se ha demostrado que añadir nitritos a la carne genera carcinógenos conocidos ; la Organización Mundial de la Salud (OMS) advierte que comer 50 g (1,8 oz) de carne procesada con nitrito al día aumentaría el riesgo de contraer cáncer de intestino en un 18% a lo largo de la vida. [10] Sin embargo, el 95% del nitrito ingerido en las dietas modernas proviene de la conversión bacteriana de nitratos que se encuentran naturalmente en las verduras de la dieta. [16]
Los límites máximos recomendados por la Organización Mundial de la Salud en el agua potable son 3 mg L −1 y 50 mg L −1 para los iones nitrito y nitrato , respectivamente. [17]
En una reacción con la mioglobina de la carne , el nitrito le da al producto un color "fresco" rosado-rojo deseable, como el de la carne en conserva. En los EE. UU., el nitrito se ha utilizado formalmente desde 1925. Según los científicos que trabajan para el grupo industrial American Meat Institute , este uso del nitrito comenzó en la Edad Media . [18] Los historiadores y epidemiólogos sostienen que el uso generalizado del nitrito en el curado de la carne está estrechamente vinculado al desarrollo del procesamiento industrial de la carne. [19] [20] El periodista de investigación francés Guillaume Coudray afirma que la industria de la carne elige curar sus carnes con nitrito a pesar de que está establecido que este químico da lugar a compuestos nitrosos que causan cáncer . [21] Algunos productores tradicionales y artesanales evitan los nitritos.
Los nitritos en forma de nitrito de sodio y nitrito de amilo son componentes de muchos kits de antídoto contra el cianuro . [22] Ambos compuestos se unen a la hemoglobina y oxidan los iones Fe2 + a iones Fe3 + formando metahemoglobina . La metahemoglobina a su vez se une al cianuro (CN) creando cianmetahemoglobina, eliminando eficazmente el cianuro del complejo IV de la cadena de transporte de electrones (CTE) en las mitocondrias , que es el sitio principal de alteración causada por el cianuro. Otro mecanismo por el cual los nitritos son útiles en el tratamiento de la toxicidad del cianuro es la generación de óxido nítrico (NO). El NO desplaza al CN de la citocromo c oxidasa (complejo IV de la CTE), dejándolo disponible para que la metahemoglobina se una. [23]
En química orgánica , los nitritos de alquilo son ésteres de ácido nitroso y contienen el grupo funcional nitrosoxi. Los compuestos nitro contienen el grupo C–NO2 . Los nitritos tienen la fórmula general RONO, donde R es un grupo arilo o alquilo . El nitrito de amilo y otros nitritos de alquilo tienen una acción vasodilatadora y deben manipularse en el laboratorio con precaución. A veces se utilizan en medicina para el tratamiento de enfermedades cardíacas. Una reacción clásica con nombre para la síntesis de nitritos de alquilo es la síntesis de Meyer [24] [25] en la que los haluros de alquilo reaccionan con nitritos metálicos para formar una mezcla de nitroalcanos y nitritos.
Las sales de nitrito pueden reaccionar con aminas secundarias para producir N -nitrosaminas , que se sospecha que causan cáncer de estómago . La Organización Mundial de la Salud (OMS) advierte que cada 50 g (1,8 oz) de carne procesada consumida al día aumentaría el riesgo de contraer cáncer de intestino en un 18% a lo largo de la vida; la carne procesada se refiere a la carne que ha sido transformada a través de la fermentación, el curado con nitrito, la salazón, el ahumado u otros procesos para realzar el sabor o mejorar la conservación. La revisión de la Organización Mundial de la Salud de más de 400 estudios concluyó en 2015 que había evidencia suficiente de que las carnes procesadas causaban cáncer, en particular cáncer de colon; la Agencia Internacional para la Investigación sobre el Cáncer (IARC) de la OMS clasificó las carnes procesadas como cancerígenas para los humanos ( Grupo 1 ). [10] [26]
El nitrito (ingerido) en condiciones que resultan en nitrosación endógena , específicamente la producción de nitrosamina , ha sido clasificado como probablemente cancerígeno para los humanos ( Grupo 2A ) por el IARC. [27]
En las revistas especializadas de la década de 1960, las empresas que vendían polvos de nitrito a los fabricantes de jamón hablaban con bastante franqueza sobre cómo la principal ventaja era aumentar los márgenes de beneficio acelerando la producción.
Los resultados muestran que no hay cambios en los niveles de
C. botulinum
inoculado a lo largo del proceso de curado, lo que implica que la acción del nitrito durante el curado no es tóxica para las esporas
de C. botulinum
a niveles de 150 ppm [partes por millón] de nitrito entrante y menores.
