Nitrit (NO2−): definition, egenskaper och användningsområden

Upptäck Nitrit (NO2−): definition, egenskaper och användningsområden — kemiska fakta, säkerhet och praktiska tillämpningar för industrin och laboratoriet.

Nitrit är en jon. Dess kemiska formel är NO₂^– . Den innehåller kväve i oxidationsklass +3. Nitriter är normalt sett starka oxidationsmedel. De flesta av dem är färglösa kristallina föreningar. Natriumnitrit är en vanlig nitrit. De är också svaga reduktionsmedel och oxideras till nitrater (NO₃^– ).

Definition och struktur

Nitritjonen NO₂^– består av ett kväve- och två syreatomer. Jonen har två resonansstrukturer där negativa laddningen är delokaliserad över syreatomerna, vilket ger två N–O-bindningar med delvis dubbelbindningskaraktär. Geometrin runt kvävet är vinklad (böjd), liknande lutningen i koldioxidderivat med en fri elektronparslutning på kvävet.

Framställning

Nitriter kan bildas på flera sätt:

• Partiell reduktion av nitrater (NO₃^–) i industrin eller i naturen.
• Genom behandling av kväveoxider (t.ex. NO och NO₂) med alkalier.
• I laboratorium bildas nitrit genom behandling av nitrosylföreningar eller genom att lösa in kväveoxider i alkalisk vätska.
• I biologiska och jordkemiska processer uppträder nitrit som en mellanprodukt i nitrifikation och denitrifikation i kvävets kretslopp.

Kemiska egenskaper och reaktioner

• Under sura förhållanden bildas salpetersyra(II) (salpetersyra på engelska nitrous acid), HNO₂, enligt jämvikten NO₂^– + H⁺ ⇌ HNO₂. pK_a för HNO₂ är cirka 3,3, vilket betyder att HNO₂ är instabilt och lätt sönderfaller.
• Nitrit kan fungera både som oxidationsmedel (t.ex. oxidera vissa metaller eller organiska föreningar) och som reduktionsmedel (reduceras till NO, N₂O eller N₂ beroende på villkor).
• Ett typiskt och viktigt reaktionsområde är diazotisering: primära aromatiska aminers behandling med HNO₂ ger diazoniumjoner (Ar–N₂⁺), ett centralt steg i syntes av färgämnen och andra organiska föreningar.
• Nitrit reagerar med sekundära aminer och karboxylsyror, och kan bilda nitrosaminer under vissa förhållanden — dessa är ofta hälsovådliga.

Fysikaliska egenskaper

• Många nitritsalt, såsom natriumnitrit, är vattenlösliga och förekommer som vita eller färglösa kristallina fasta ämnen.
• Löslighet och smältpunkt varierar med katjonen (t.ex. natrium-, kalium- eller bariumföreningar).

Användningsområden

• Livsmedelskonservering: Nitritsalt (främst natriumnitrit) används i charkprodukter för att hämma bakterietillväxt (särskilt Clostridium botulinum) och för att bevara färg och smak. Detta regleras noggrant eftersom nitrit kan bilda nitrosaminer.
• Organisk syntes: Används vid diazotisering och som nitrosationsmedel för att införa nitroso-grupper i organiska molekyler.
• Industriella tillämpningar: Korrosionsinhibitorer, färg- och pigmenttillverkning, samt som mellanprodukt i kemisk produktion.
• Analytisk kemi: Nitrit används i vissa färgreaktioner och tester för detektion av ämnen (se Griess-reaktion nedan).
• Medicinsk användning: I kontrollerade former kan nitriter användas i vissa läkemedel eller som kemoterapeutiska reagenser; historiskt har nitrit också använts vid behandling av cyanidförgiftning i kombination med andra medel.

Miljö och biogeokemi

Nitrit är en viktig mellanprodukt i kvävets kretslopp. I jord och vatten bildas nitrit vid ammoniumoxidation (nitrifikation) och vid reduktion av nitrat (denitrifikation). Nitrit i vattenmiljö kan vara giftigt för akvatiska organismer vid förhöjda halter och kan vidare omvandlas till nitrat eller kvävgas.

Hälsa och säkerhet

• Nitrit är toxisk vid intag och kan i blodet omvandla hemoglobin till methemoglobin, vilket försämrar syretransporten (methemoglobinémi). Särskilt känsliga är spädbarn.
• Reaktion mellan nitrit och sekundära aminer kan ge nitrosaminer, som är potentiellt cancerframkallande. Därför finns gränsvärden och noggrann reglering av nitritanvändning i livsmedel.
• Vid hantering i laboratorier och industri krävs lämpliga skyddsåtgärder: skyddshandskar, andningsskydd vid damm eller ångor, och förvaring åtskilt från syror och reducera ämnen för att undvika farliga reaktioner.

Analys och bestämning

En vanlig metod för nitritbestämning är Griess-reaktionen, där nitrit reagerar med sulfanilsyra och N-(1-naftyl)etylendiamin (NED) under sura betingelser och bildar ett färgat azo-färgämne som kan kvantifieras spektrofotometriskt. Andra metoder inkluderar jonkromatografi och elektroanalytiska tekniker.

Skillnad mot organiska nitriter

Observera att termen "nitrit" också kan syfta på organiska nitriter (struktur R–O–N=O, t.ex. isoamyl nitrit). Dessa är kemiskt skilda från den oorganiska nitritjonen NO₂^– och har andra egenskaper och användningsområden (t.ex. som vasodilatorer eller lösningsmedel i vissa sammanhang).

Sammanfattningsvis är nitritjonen NO₂^– en kemiskt mångsidig och industriellt viktig jon med både nyttiga användningar och potentiella hälsorisker. Kännedom om dess reaktioner, miljöroll och säkerhet är avgörande för korrekt hantering och reglering.

Sök med bokstav