Νιτρικό ιόν

Το Νιτρικό ιόν είναι ένα πολυατομικό ιόν με τον χημικό τύπο . Τα άλατα που περιέχουν αυτό το ιόν ονομάζονται νιτρικά. Τα νιτρικά άλατα είναι κοινά συστατικά των λιπασμάτων και των εκρηκτικών. Σχεδόν όλα τα ανόργανα νιτρικά είναι διαλυτά στο νερό. Ένα παράδειγμα αδιάλυτου νιτρικού είναι το οξυνιτρικό βισμούθιο (bismuth oxynitrate).
 Δομή 
Το ιόν είναι η συζυγής βάση του νιτρικού οξέος, που αποτελείται από ένα κεντρικό άτομο αζώτου που περιβάλλεται από τρία ταυτόσημα συνδεδεμένα άτομα οξυγόνου σε μία τριγωνική επίπεδη διάταξη. Το νιτρικό ιόν φέρει τυπικό φορτίο (formal charge) −1. Αυτό το φορτίο προκύπτει από ένα συνδυασμό τυπικού φορτίου στο οποίο καθένα από τα τρία οξυγόνα φέρει ένα φορτίο −, ενώ το άζωτο φέρει ένα φορτίο +1, όλα αυτά προστίθενται στο επίσημο φορτίο του πολυατομικού νιτρικού ιόντος . Αυτή η διάταξη χρησιμοποιείται συνήθως ως παράδειγμα μεσομέρειας ή συντονισμού (resonance). Όπως το ισοηλεκτρονικό ανθρακικό ιόν, το νιτρικό ιόν μπορεί να αναπαρασταθεί με δομές συντονισμού:
400px|Κανονικές δομές συντονισμού για το νιτρικό ιόν
 Διαιτητικά νιτρικά 
Μια πλούσια πηγή ανόργανων νιτρικών στη δίαιτα του ανθρώπου προέρχεται από πράσινα φυλλώδη τρόφιμα, όπως το σπανάκι και η ρόκα. Το  (ανόργανο νιτρικό) είναι το βιώσιμο ενεργό συστατικό στον χυμό παντζαριού και άλλων λαχανικών. Το πόσιμο νερό είναι επίσης μια διατροφική πηγή.
Τα διαιτητικά συμπληρώματα νιτρικών αποφέρουν θετικά αποτελέσματα κατά τη δοκιμή της απόδοσης της άσκησης αντοχής.
Η κατάποση μεγάλων δόσεων νιτρικών είτε με τη μορφή καθαρού νιτρικού νατρίου, είτε χυμού παντζαριού σε νεαρά υγιή άτομα αυξάνει γρήγορα τη συγκέντρωση νιτρικών στο πλάσμα κατά συντελεστή 2 έως 3 και αυτή η αυξημένη συγκέντρωση νιτρικών μπορεί να διατηρηθεί για τουλάχιστον 2 εβδομάδες. Τα αυξημένα νιτρικά άλατα του πλάσματος διεγείρουν την παραγωγή μονοξειδίου του αζώτου, ΝΟ. Το μονοξείδιο του αζώτου είναι ένα σημαντικό φυσιολογικό μόριο σηματοδότησης που χρησιμοποιείται, μεταξύ άλλων, στη ρύθμιση της ροής του αίματος των μυών και της μιτοχονδριακής αναπνοής.
Παστά κρέατα
Η κατανάλωση νιτρωδών καθορίζεται κυρίως από την ποσότητα των επεξεργασμένων κρεάτων που καταναλώνονται και τη συγκέντρωση νιτρικών αλάτων σε αυτά τα κρέατα. Αν και τα νιτρώδη είναι η ένωση αζώτου που χρησιμοποιείται κυρίως στη σκλήρυνση του κρέατος, χρησιμοποιούνται επίσης και τα νιτρικά άλατα. Τα νιτρικά άλατα οδηγούν στο σχηματισμό νιτροζαμινών. Η παραγωγή καρκινογόνων νιτροζαμινών μπορεί να ανασταλεί με τη χρήση των αντιοξειδωτικών  βιταμίνης C και της μορφής άλφα-τοκοφερόλης της βιταμίνης Ε κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης.
Πολλοί μεταποιητές κρέατος ισχυρίζονται ότι τα κρέατά τους (π.χ. μπέικον) είναι "ακατέργαστα" - κάτι που είναι ένας εμπορικός ισχυρισμός χωρίς τεκμηριωμένη βάση: δεν υπάρχει τέτοιο πράγμα όπως "μη ωριμασμένο" μπέικον (όπως αυτό θα ήταν, ουσιαστικά, ωμή χοιρινή κοιλιά σε φέτες). Το "μη ωριμασμένο" κρέας στην πραγματικότητα ωριμάζεται με νιτρώδη άλατα με ουσιαστικά "καμία" διάκριση στη διαδικασία -- η μόνη διαφορά είναι η απαίτηση επισήμανσης του USDA μεταξύ νιτρωδών φυτικής προέλευσης (όπως από σέλινο) έναντι 'συνθετικού' νιτρώδους νατρίου. (Μια αναλογία θα ήταν καθαρό "θαλασσινό αλάτι" έναντι χλωριούχου νατρίου - και τα δύο είναι το ίδιο ακριβώς χημικό με τη μόνη ουσιαστική διαφορά να είναι η προέλευση.)
Οι αντιυπερτασικές δίαιτες, όπως η δίαιτα DASH, περιέχουν συνήθως υψηλά επίπεδα νιτρικών αλάτων, τα οποία αρχικά μειώνονται σε νιτρώδη στο σάλιο, όπως ανιχνεύθηκε στο δοκιμή σάλιου, πριν από το σχηματισμό νιτρικού οξέος.
 Εμφάνιση και παραγωγή 
Τα νιτρικά άλατα βρίσκονται φυσικά στη γη σε ξηρά περιβάλλοντα ως μεγάλα κοιτάσματα, ιδιαίτερα της νιτρατίνης (nitratine), μιας κύριας πηγής νιτρικού νατρίου.
Τα νιτρικά άλατα παράγονται από διάφορα είδη νιτροποιητικών βακτηρίων στο φυσικό περιβάλλον χρησιμοποιώντας αμμωνία ή ουρία ως πηγή αζώτου και ελεύθερης ενέργειας. Οι νιτρικές ενώσεις για πυρίτιδα παρήχθησαν ιστορικά, ελλείψει πηγών νιτρικών ορυκτών, μέσω διαφόρων διαδικασιών ζύμωσης χρησιμοποιώντας ούρα και κοπριά.
Οι κεραυνοί στην πλούσια σε άζωτο και οξυγόνο ατμόσφαιρα της γης παράγουν ένα μείγμα οξειδίων του αζώτου, τα οποία σχηματίζουν ιόντα νιτρωδών και νιτρικά ιόντα, τα οποία ξεπλένονται από την ατμόσφαιρα με βροχή ή με αφανή απόθεση.
Τα νιτρικά άλατα παράγονται βιομηχανικά από νιτρικό οξύ.
Χρήσεις
 Γεωργία 
Τα νιτρικά άλατα χρησιμοποιούνται ως λίπασμα στη γεωργία λόγω της υψηλής διαλυτότητας και βιοδιασπασιμότητάς τους. Τα κύρια νιτρικά λιπάσματα είναι νιτρικό αμμώνιο, νιτρικό νάτριο, νιτρικό κάλιο, νιτρικό ασβέστιο και νιτρικό μαγνήσιο άλατα. Πολλά δισεκατομμύρια κιλά παράγονται ετησίως για το σκοπό αυτό.
 'Οπλα 
Τα νιτρικά χρησιμοποιούνται ως οξειδωτικά μέσα, κυρίως σε εκρηκτικά, όπου η ταχεία οξείδωση των ενώσεων του άνθρακα απελευθερώνει μεγάλους όγκους αερίων (βλ. πυρίτιδα για παράδειγμα).
 Βιομηχανία  
Το νιτρικό νάτριο χρησιμοποιείται για την αφαίρεση φυσαλίδων αέρα από λιωμένο γυαλί και ορισμένα κεραμικά. Μείγματα του τηγμένου άλατος χρησιμοποιούνται για τη σκλήρυνση ορισμένων μετάλλων.
 Κινηματογράφος 
Τα νιτρικά χρησιμοποιήθηκαν επίσης για αποθήκευση ταινιών μέσω νιτροκυτταρίνης. Λόγω της υψηλής ευφλεκτότητάς τους, τα στούντιο τα άλλαξαν με οξική ταινία ασφαλείας το 1950.
 Ιατρική 
Στον ιατρικό τομέα, τα νιτρικά άλατα, όπως νιτρογλυκερίνη, δινιτρικός ισοσορβίτης (isosorbide dinitrate) και μονονιτρικός ισοσορβίτης (isosorbide mononitrate), χρησιμοποιούνται για την προφύλαξη και τη διαχείριση του οξέος στεφανιαίου συνδρόμου, του εμφράγματος του μυοκαρδίου, οξέος πνευμονικού οιδήματος. Αυτές οι κατηγορίες φαρμάκων είναι επίσης γνωστές ως νιτροαγγειοδιασταλτικά (nitrovasodilators).
 Ανίχνευση 
Σχεδόν όλες οι μέθοδοι για την ανίχνευση των νιτρικών βασίζονται στη μετατροπή τους σε νιτρώδη ακολουθούμενη από ειδικούς ελέγχους για νιτρώδη. Η αναγωγή των νιτρικών σε νιτρώδη γίνεται από υλικό χαλκού-καδμίου. Το δείγμα εισάγεται με έναν αναλυτή έγχυσης ροής και η προκύπτουσα εκροή που περιέχει νιτρώδη στη συνέχεια συνδυάζεται με ένα αντιδραστήριο για χρωματομετρική ή ηλεκτροχημική ανίχνευση. Η πιο δημοφιλής από αυτές τις δοκιμασίες είναι η δοκιμή Griess, όπου τα νιτρώδη μετατρέπονται σε μια βαθιά χρωματισμένο αζώχρωμα (azo dye) κατάλληλο για φασματοσκοπική ανάλυση UV-vis. Η μέθοδος εκμεταλλεύεται την δραστικότητα του νιτρικού οξέος που προέρχεται από την οξίνιση των νιτρωδών αλάτων. Το νιτρώδες οξύ αντιδρά επιλεκτικά με αρωματικές αμίνες για να δώσει διαζωνιακά άλατα, τα οποία με τη σειρά τους συνδέονται με ένα δεύτερο αντιδραστήριο για να δώσουν το αζώχρωμα. Το όριο ανίχνευσης είναι 0,02 έως 2 μM. Τέτοιες μέθοδοι έχουν προσαρμοστεί σε μεγάλο βαθμό σε βιολογικά δείγματα.

Ασφάλεια
Η οξεία τοξικότητα (acute toxicity) των νιτρικών είναι χαμηλή. Υπάρχει ουσιαστική διαφωνία σχετικά με τους μακροπρόθεσμους κινδύνους της έκθεσης στα νιτρικά άλατα. Οι δύο πιθανοί τομείς ανησυχίας είναι ότι (i) τα νιτρικά άλατα θα μπορούσαν να είναι πρόδρομοι των νιτρωδών στην κατώτερη γαστρεντερική οδό (lower gastrointestinal tract) και τα νιτρώδη είναι πρόδρομοι των νιτροζαμινών, οι οποίες εμπλέκονται στην καρκινογένεση, και (ii) τα νιτρικά άλατα εμπλέκονται στη μεθαιμοσφαιριναιμία (methemoglobinemia), μια διαταραχή της αιμοσφαιρίνης στα ερυθρά αιμοσφαίρια.
 Μεθαιμοσφαιριναιμία 
Τα νιτρικά άλατα δεν επηρεάζουν τα βρέφη και τις έγκυες γυναίκες.A. A. Avery: Infant Methemoglobinemia - Reexamining the Role of Drinking Water Nitrates, Environmental Health Perspectives, Volume 107, Number 7, July 1999. Το σύνδρομο του κυανού μωρού (Blue baby syndrome) προκαλείται από διάφορους άλλους παράγοντες, όπως γαστρικές διαταραχές, όπως διαρροϊκή λοίμωξη, δυσανεξία σε πρωτεΐνες, τοξικότητα βαρέων μετάλλων κ.λπ., με τα νιτρικά να παίζουν δευτερεύοντα ρόλο.
 Πρότυπα πόσιμου νερού 
Μέσω της Πράξης Ασφαλούς Πόσιμου Νερού (Safe Drinking Water Act), η Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος των Ηνωμένων Πολιτειών (United States Environmental Protection Agency) έχει ορίσει μέγιστο επίπεδο μόλυνσης 10 mg/L ή 10 ppm νιτρικών αλάτων στο πόσιμο νερό.
Καθιερώθηκε αποδεκτή ημερήσια πρόσληψη (acceptable daily intake, ADI) για τα νιτρικά ιόντα στην περιοχή από 0–3,7 mg (kg σωματικού βάρους)−1 ημέρα−1 από τη Μικτή Επιτροπή Εμπειρογνωμόνων FAO/ΠΟΥ για τα πρόσθετα τροφίμων (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives JECFA) .

 Υδατική τοξικότητα 
Σε συστήματα γλυκού νερού ή σε εκβολές ποταμών κοντά στην ξηρά, τα νιτρικά άλατα μπορούν να φτάσουν σε συγκεντρώσεις που είναι θανατηφόρες για τα ψάρια. Ενώ τα νιτρικά είναι πολύ λιγότερο τοξικά από την αμμωνία, επίπεδα πάνω από 30 ppm νιτρικών μπορεί να αναστείλουν την ανάπτυξη, να βλάψουν το ανοσοποιητικό σύστημα και να προκαλέσουν άγχος σε ορισμένα υδρόβια είδη. Η τοξικότητα των νιτρικών παραμένει αντικείμενο συζήτησης.
Στις περισσότερες περιπτώσεις υπερβολικών συγκεντρώσεων νιτρικών αλάτων σε υδάτινα συστήματα, οι πρωταρχικές πηγές είναι οι απορρίψεις λυμάτων, καθώς και επιφανειακή απορροή (surface runoff) από γεωργικές ή περιοχές τοπίων που έχουν λάβει περίσσεια νιτρικών λιπασμάτων. Ο προκύπτων ευτροφισμός και η άνθηση των φυκιών καταλήγουν σε ανοξία και νεκρές ζώνες. Κατά συνέπεια, καθώς τα νιτρικά αποτελούν συστατικό του ολικά διαλυμένων στερεών, χρησιμοποιούνται ευρέως ως δείκτης της ποιότητας του νερού.
 Οικόσιτες ζωοτροφές 
Τα συμπτώματα της δηλητηρίασης από νιτρικά άλατα σε κατοικίδια ζώα περιλαμβάνουν αυξημένο καρδιακό ρυθμό και αναπνοή. Σε προχωρημένες περιπτώσεις το αίμα και ο ιστός μπορεί να αποκτήσουν γαλάζιο ή καφέ χρώμα. Η τροφή μπορεί να ελεγχθεί για νιτρικά. Η θεραπεία συνίσταται στη συμπλήρωση ή αντικατάσταση των υπαρχουσών προμηθειών με υλικό χαμηλότερου νιτρικού άλατος. Τα ασφαλή επίπεδα νιτρικών αλάτων για διάφορους τύπους ζώων είναι τα εξής:
 Κατηγορία  %NO3  %NO3–N  %KNO3  Επιπτώσεις 1  < 0,5  < 0,12  < 0,81  Γενικά ασφαλές για βοοειδή και πρόβατα 2  0,5–1,0  0,12–0,23  0,81–1,63  Προσοχή: ορισμένα υποκλινικά συμπτώματα μπορεί να εμφανιστούν σε έγκυα άλογα, πρόβατα και βοοειδή 3  1,0  0,23  1,63  Προβλήματα με υψηλά νιτρικά: απώλειες θανάτου και εκτρώσεις μπορεί να συμβούν σε βοοειδή και πρόβατα 4  < 1,23  < 0,28  < 2,00  Μέγιστο επίπεδο ασφαλείας για άλογα. Μην ταΐζετε ζωοτροφές με υψηλή περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα σε έγκυες φοράδες
Οι παραπάνω τιμές είναι σε στεγνή (χωρίς υγρασία) βάση.
 Παραπομπές 

 Εξωτερικοί σύνδεσμοι 

 ATSDR - Case Studies in Environmental Medicine - Nitrate/Nitrite Toxicity  (archive)

Κατηγορία:Νιτρικά
Κατηγορία:Χαρακτηριστικές ομάδες
Κατηγορία:Κύκλος του αζώτου
κατηγορία:Οξυανιόντα