Natriumnitrat

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Strukturformel
Struktur des Na+-Ions Struktur des Nitrations
Allgemeines
Name Natriumnitrat
Andere Namen
  • Natronsalpeter
  • Chilesalpeter
  • Salpetersaures Natrium
  • E 251
Summenformel NaNO3
CAS-Nummer 7631-99-4
PubChem 24268
Kurzbeschreibung

farb- und geruchsloser Feststoff [1]

Eigenschaften
Molare Masse 84,99 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

2,26 g·cm−3 (20 °C) [1]

Schmelzpunkt

306–307 °C [1]

Siedepunkt

Zersetzung ab 380 °C [1]

Löslichkeit

leicht löslich in Wasser: 874 g·l−1 (20 °C)[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
03 – Brandfördernd 07 – Achtung

Achtung

H- und P-Sätze H: 272​‐​302
P: 260 [1]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [2][1]
Brandfördernd Gesundheitsschädlich
Brand-
fördernd
Gesundheits-
schädlich
(O) (Xn)
R- und S-Sätze R: 8​‐​22
S: 22​‐​41
Toxikologische Daten

1267 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[3]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Chilesalpeter (Handelsform)
Humberstone- und Santa-Laura-Salpeterwerke, ehemaliger Abbau von Natriumnitrat in Chile

Natriumnitrat (auch Natronsalpeter oder Chilesalpeter) ist eine chemische Verbindung, das Natriumsalz der Salpetersäure. Im reinen Zustand liegt es in Form einer hygroskopischen (wasseranziehenden), weißen Substanz oder farblosen Kristallen vor.

Vorkommen[Bearbeiten]

Natriumnitrat ist das wichtigste natürlich vorkommende Nitrat. Als Mineral kommt es als Nitronatrit vor. Hauptfundort ist Chile, daher auch der Trivialname Chilesalpeter. Die Lagerstätte in der Atacama-Wüste sind die Reste von abgelagertem Vogelkot (Guano), dessen organische Anteile verwittert sind.[4] Weitere natürliche Vorkommen gibt es in Ägypten, Kleinasien, Kolumbien und Kalifornien.

Gewinnung[Bearbeiten]

Natürliche Vorkommen werden durch Auslaugung mit heißen Solen gewonnen und durch Filtration von Fremdstoffen gereinigt. Das in der Kälte auskristallisierte Natriumnitrat hat eine Reinheit von etwa 98 %. Das in den Mutterlaugen enthaltene Iodat geht in die Iodgewinnung.

Natriumnitrat kann auch durch Umsatz von Natriumcarbonat mit Salpetersäure gewonnen werden:

\mathrm{Na_2CO_3 + 2 \ HNO_3 \longrightarrow 2 \ NaNO_3 + H_2O + CO_2}.

Hier bietet sich die Absorption von Restgasen der Ammoniakoxidation in konzentrierter Natriumcarbonat-Lösung an:

\mathrm{Na_2CO_3 + 2 \ NO_2 \longrightarrow NaNO_3 + NaNO_2 + CO_2}.

Zur Oxidation des Nitrits wird dieses mit Salpetersäure angesäuert, an der Luft zu Nitrat oxidiert und mit Natriumcarbonat neutralisiert. In Vakuumverdampfern wird es bis zum Feststoff eingeengt.

Natriumnitrat kann auch durch Umsetzung von Natriumhydroxid mit Salpetersäure gewonnen werden:

\mathrm{NaOH + HNO_3 \longrightarrow NaNO_3 + H_2O}.

Eigenschaften[Bearbeiten]

Physikalische Eigenschaften[Bearbeiten]

wichtige thermodynamische Eigenschaften

Chemische Eigenschaften[Bearbeiten]

In heißer Schwefelsäure wird es unter Bildung von Salpetersäure zu Natriumhydrogensulfat umgesetzt:

\mathrm{NaNO_3 + H_2SO_4 \longrightarrow NaHSO_4 + HNO_3}

Bei Temperaturen oberhalb von 380 °C zersetzt es sich zu Natriumnitrit:

\mathrm{2 \ NaNO_3 \longrightarrow 2 \ NaNO_2 + O_2}

Bei Temperaturen oberhalb von 800 °C zu Natriumoxid:

\mathrm{4 \ NaNO_3 \longrightarrow 2 \ Na_2O + 2 \ N_2 + 5 \ O_2}

Verwendung[Bearbeiten]

Lebensmittelzusatzstoff[Bearbeiten]

Nitrat wirkt gegen Bakterien, vor allem gegen den Botulismus-Erreger (Clostridium botulinum). Beim Pökelprozess wird der chemisch wenig beständige Muskelfarbstoff (Myoglobin) in eine stabilere Variante umgewandelt (Umrötung). Als Folge davon behält das Fleisch seine rote Farbe. Ungepökelte Fleisch- und Wurstwaren nehmen bald nach der Schlachtung eine graue Farbe an, durch das Pökeln sieht auch alte Fleischware frisch aus. Zudem wird beim Pökeln ein typisches Aroma ausgebildet.

Natriumnitrat wird für Wurstwaren, Hartkäse, Schnittkäse, eingelegte Heringe und Sprotten verwendet.

Nitrate selbst sind ungefährlich. Problematisch ist ihr Einsatz, weil sie in Nitrite umgewandelt werden. Diese Umwandlung ist im Lebensmittel, aber auch im menschlichen Körper möglich. Nitrite wirken gefäßerweiternd und blutdrucksenkend. In höheren Dosierungen können sie zu akuten Vergiftungserscheinungen (Methämoglobin-Bildung) führen. Nitrit kann bei gleichzeitiger Aufnahme von Fleisch- oder Milcheiweiß im menschlichen Körper zu stark krebserregenden Nitrosaminen umgewandelt werden.

Nachweis[Bearbeiten]

Nachweisreaktionen
  • Natrium: als hell leuchtend gelb in der blauen Bunsenbrennerflamme
  • Nitrat: Spatelspitze Substanz mit verdünnter Schwefelsäure lösen und mit einer kalt gesättigten Eisen(II)-sulfatlösung versetzen. Mit etwas konzentrierter Schwefelsäure unterschichten. An der Grenzschicht entsteht ein brauner Ring, der als Nachweis für Nitrat gilt (Ringprobe).

Quellen[Bearbeiten]

  1. a b c d e f g h Eintrag zu Natriumnitrat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 12. März 2009 (JavaScript erforderlich).
  2. Seit dem 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  3. Datenblatt Natriumnitrat (PDF) bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
  4. Rainer Kündig, Christoph Bühler, Heinz Surbeck: Angewandte Mineralogie und nichtmetallische Rohstoffe – Nutzung und Umweltaspekte I (PDF; 1,3 MB)