Nitrito - Nitrite

Nitrito
Nitrit-Ion2.svg
Modelo de preenchimento de espaço do íon nitrito
Nomes
Nome IUPAC sistemático
dioxidonitrato (1−)
Outros nomes
nitrito
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChEBI
ChemSpider
Número EC
UNII
  • InChI = 1S / HNO2 / c2-1-3 / h (H, 2,3) / p-1
    Chave: IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M
  • InChI = 1 / HNO2 / c2-1-3 / h (H, 2,3) / p-1
    Chave: IOVCWXUNBOPUCH-REWHXWOFAR
  • N (= O) [O-]
Propriedades
NÃO-
2
Massa molar 46,005  g · mol −1
Ácido conjugado Ácido nitroso
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Referências da Infobox

O íon nitrito tem a fórmula química NO -
2
. O nitrito (principalmente nitrito de sódio ) é amplamente utilizado nas indústrias química e farmacêutica. O ânion nitrito é um intermediário difundido no ciclo do nitrogênio na natureza. O nome nitrito também pode se referir a compostos orgânicos com o grupo - ONO, que são ésteres de ácido nitroso .

Produção

O nitrito de sódio é feito industrialmente pela passagem de "vapores nitrosos" em solução aquosa de hidróxido de sódio ou carbonato de sódio:

O produto é purificado por recristalização. Os nitritos de metais alcalinos são termicamente estáveis ​​até e além de seu ponto de fusão (441 ° C para KNO 2 ). O nitrito de amônio pode ser feito de trióxido de dinitrogênio , N 2 O 3 , que é formalmente o anidrido do ácido nitroso:

2 NH 3 + H 2 O + N 2 O 3 → 2 NH 4 NO 2

Estrutura

As duas estruturas canônicas de NO-
2
, que contribuem para o híbrido de ressonância para o íon nitrito

O íon nitrito tem uma estrutura simétrica ( simetria C 2v ), com ambas as ligações N – O tendo o mesmo comprimento e um ângulo de ligação de cerca de 115 °. Na teoria das ligações de valência , é descrito como um híbrido de ressonância com contribuições iguais de duas formas canônicas que são imagens espelhadas uma da outra. Na teoria dos orbitais moleculares , existe uma ligação sigma entre cada átomo de oxigênio e o átomo de nitrogênio, e uma ligação pi deslocalizada feita a partir dos orbitais p nos átomos de nitrogênio e oxigênio que é perpendicular ao plano da molécula. A carga negativa do íon é igualmente distribuída nos dois átomos de oxigênio. Os átomos de nitrogênio e oxigênio carregam um único par de elétrons. Portanto, o íon nitrito é uma base de Lewis .

Reações

Propriedades ácido-base

Dimensões de trans- HONO (do espectro de microondas )

O nitrito é a base conjugada do ácido nitroso fraco :

HNO 2 ⇌ H + + NO-
2
; p K a ≈ 3,3 a 18 ° C     

Ácido nitroso também é altamente volátil - na fase gasosa que existe predominantemente como um trans molécula -planar. Em solução, é instável em relação à reação de desproporcionalidade :

3HNO 2 (aq) ⇌ H 3 O + + NO-
3
+ 2NO

Esta reação é lenta a 0 ° C. A adição de ácido a uma solução de nitrito na presença de um agente redutor , como o ferro (II), é uma forma de produzir óxido nítrico (NO) em laboratório.

Oxidação e redução

O estado de oxidação formal do átomo de nitrogênio no nitrito é +3. Isso significa que ele pode ser oxidado para estados de oxidação +4 e +5 ou reduzido para estados de oxidação tão baixos quanto -3. Os potenciais de redução padrão para reações envolvendo diretamente o ácido nitroso são mostrados na tabela abaixo:

Meia-reação E 0 ( V )
NÃO-
3
+ 3 H + + 2 e - ⇌ HNO 2 + H 2 O
+0,94
2 HNO 2 + 4 H + + 4 e - ⇌ H 2 N 2 O 2 + 2 H 2 O +0,86
N 2 O 4 + 2 H + + 2 e - ⇌ 2 HNO 2 +1.065
2 HNO 2 + 4 H + + 4 e - ⇌ N 2 O + 3 H 2 O +1,29

Os dados podem ser estendidos para incluir produtos em estados de oxidação mais baixos. Por exemplo:

H 2 N 2 O 2 + 2 H + + 2 e - ⇌ N 2 + 2 H 2 O;      E 0 = +2,65 V

As reações de oxidação geralmente resultam na formação do íon nitrato , com o nitrogênio no estado de oxidação +5. Por exemplo, a oxidação com íon permanganato pode ser usada para análise quantitativa de nitrito (por titulação ):

5 NÃO-
2
+ 2 MnO-
4
+ 6 H + → 5 NO-
3
2 + Mn 2+ + 3 H 2 O

Os produtos das reações de redução com o íon nitrito são variados, dependendo do agente redutor usado e de sua força. Com o dióxido de enxofre , os produtos são NO e N 2 O; com estanho (II) (Sn 2+ ), o produto é ácido hyponitrous (H 2 N 2 O 2 ); a redução até a amônia (NH 3 ) ocorre com o sulfeto de hidrogênio . Com o cátion hidrazínio ( N
2
H+
5
) o produto da redução de nitrito é o ácido hidrazóico (HN 3 ), um composto instável e explosivo:

HNO 2 + N
2
H+
5
→ HN 3 + H 2 O + H 3 O +

que também pode reagir ainda mais com nitrito:

HNO 2 + HN 3 → N 2 O + N 2 + H 2 O

Essa reação é incomum, pois envolve compostos com nitrogênio em quatro diferentes estados de oxidação.

Análise de nitrito

O nitrito é detectado e analisado pela Reação de Griess , envolvendo a formação de um corante azo vermelho escuro após o tratamento de um NO-
2
- contendo amostra com ácido sulfanílico e naftil-1-amina na presença de ácido.

Complexos de coordenação

O nitrito é um ligante ambidentado e pode formar uma ampla variedade de complexos de coordenação ligando-se aos íons metálicos de várias maneiras. Dois exemplos são o complexo de nitrito vermelho [Co (NH 3 ) 5 (ONO)] 2+ é metaestável , isomerizando para o complexo de nitro amarelo [Co (NH 3 ) 5 (NO 2 )] 2+ . O nitrito é processado por várias enzimas, todas utilizando complexos de coordenação.

Bioquímica

Uma representação esquemática do ciclo do nitrogênio microbiano. ANAMMOX é a oxidação anaeróbia do amônio, DNRA é a redução dissimilatória do nitrato em amônio e COMMAMOX é a oxidação completa do amônio.

Na nitrificação , o amônio é convertido em nitrito. Espécies importantes incluem Nitrosomonas . Outras espécies bacterianas, como Nitrobacter , são responsáveis ​​pela oxidação do nitrito em nitrato.

O nitrito pode ser reduzido a óxido nítrico ou amônia por muitas espécies de bactérias. Em condições de hipóxia, o nitrito pode liberar óxido nítrico, que causa vasodilatação potente . Vários mecanismos de conversão de nitrito em NO foram descritos, incluindo redução enzimática por xantina oxidoredutase , nitrito redutase e NO sintase (NOS), bem como reações de desproporção ácida não enzimática .

Toxicidade

A existência de íons nitrito em amostras de água e fontes de produtos alimentares humanos pode causar várias doenças humanas. Por exemplo, os nitritos podem produzir N-nitrosaminas na presença de aminas secundárias que são suspeitas de causar câncer de estômago [Fonte?]. Esses materiais também podem reagir com a metemoglobina produtora de hemoglobina, que diminui a capacidade de transporte de oxigênio no sangue na concentração de 50 mg kg −1 de alimentos para bebês em bebês e crianças pequenas. A presença de nitrato pode causar o mesmo efeito devido à sua transformação em nitrito no sistema digestivo e / ou por redução microbiana em produtos alimentícios.

Usos

Precursor químico

Os corantes azo e outros corantes são preparados pelo processo denominado diazotização, que requer nitrito.

Nitrito na preservação de alimentos e bioquímica

O nitrito de sódio é usado para acelerar a cura da carne e também conferir uma cor atraente. Um estudo de 2018 da British Meat Producers Association determinou que os níveis legalmente permitidos de nitrito não têm efeito no crescimento da bactéria Clostridium botulinum que causa botulismo , de acordo com a opinião do Comitê Consultivo sobre Segurança Microbiológica de Alimentos do Reino Unido de que os nitritos não são necessários para prevenir o crescimento do Clostridium botulinum e estender a vida útil. Nos Estados Unidos, a carne não pode ser rotulada como "curada" sem a adição de nitrito. Em alguns países, os produtos de carne curada são fabricados sem nitrato ou nitrito e sem nitrito de origem vegetal. O presunto de Parma, produzido sem nitrito desde 1993, foi relatado em 2018 por não ter causado nenhum caso de botulismo.

Em ratos, alimentos ricos em nitritos juntamente com gorduras insaturadas podem prevenir a hipertensão, o que é uma explicação para o aparente efeito da dieta mediterrânea na saúde . No entanto, a adição de nitritos à carne demonstrou gerar agentes cancerígenos conhecidos; a Organização Mundial de Saúde informa que comer 50 g (1,8 onças) de carne processada com nitrito por dia aumentaria o risco de câncer de intestino em 18% ao longo da vida. Os limites máximos recomendados pela Organização Mundial da Saúde para água potável são 3 mg L -1 e 50 mg L -1 para íons nitrito e nitrato , respectivamente.

Cura de carne

Em uma reação com a mioglobina da carne , o nitrito dá ao produto uma desejável cor rosa-vermelha "fresca", como no caso da carne enlatada. Nos Estados Unidos, o nitrito é formalmente usado desde 1925. De acordo com cientistas que trabalham para o grupo industrial American Meat Institute, esse uso do nitrito começou na Idade Média. Historiadores e epidemiologistas argumentam que o uso generalizado de nitrito na cura de carne está intimamente ligado ao desenvolvimento do processamento industrial de carne. O jornalista investigativo francês Guillaume Coudray afirma que a indústria da carne opta por curar suas carnes com nitrito, embora esteja estabelecido que este produto químico dá origem a compostos nitroso cancerígenos.

Nitritos orgânicos

Um éster de nitrito

Na química orgânica , os nitritos são ésteres do ácido nitroso e contêm o grupo funcional nitrosoxi. Os nitrocompostos contêm o grupo C – NO 2 . Os nitritos têm a fórmula geral RONO, onde R é um grupo aril ou alquil . O nitrito de amila e outros nitritos de alquila são usados ​​na medicina para o tratamento de doenças cardíacas e, ocasionalmente, usados ​​recreacionalmente para o "ímpeto" e prolongamento do orgasmo , principalmente nos homens. Uma reação clássica nomeada para a síntese de nitritos de alquila é a síntese de Meyer, na qual haletos de alquila reagem com nitritos metálicos em uma mistura de nitroalcanos e nitritos.

Segurança

A adição de nitritos à carne demonstrou gerar carcinógenos conhecidos, como nitrosaminas ; a Organização Mundial da Saúde (OMS) informa que cada 50 g (1,8 onças) de carne processada ingerida por dia aumentaria o risco de câncer de intestino em 18% ao longo da vida; carne processada refere-se à carne que foi transformada por fermentação, cura com nitrito, salga, defumação ou outros processos para realçar o sabor ou melhorar a preservação. A revisão da Organização Mundial da Saúde de mais de 400 estudos concluiu, em 2015, que havia evidências suficientes de que carnes processadas causavam câncer, especialmente câncer de cólon; a Agência Internacional de Pesquisa do Câncer da OMS (IARC) classificou as carnes processadas como cancerígenas para humanos ( Grupo 1 ).

O nitrito (ingerido) sob condições que resultam em nitrosação endógena , especificamente a produção de nitrosamina , foi classificado como " Provavelmente carcinogênico para humanos " ( Grupo 2A ) pelo IARC.

Veja também

Referências

Bibliografia

links externos