Azotyn potasu (KNO2) Właściwości, zastosowania i zagrożenia



The azotyn potasu Jest to krystaliczna substancja stała o żółtawo-białym kolorze. Jego wzór chemiczny to KNO2 i Ma wiązanie jonowe między potasem a jednym z tlenków azotu. Azotyny ogólnie występują w glebie, wodzie, tkankach zwierzęcych i roślinnych oraz w nawozach.

Azotan potasu został po raz pierwszy uzyskany przez szwedzkiego chemika Carla Wilhelma Scheele, kiedy pracował w laboratorium swojej apteki w miejscowości Köpin. Podgrzał azotan potasu do czerwonego gorąca przez pół godziny, aż dostał to, co rozpoznał jako nową sól.

Dwie sole, azotan i azotyn, zostały scharakteryzowane przez francuskiego chemika Eugène-Melchiora Péligota i reakcja została ustalona jako:

Ten proces jest nadal używany do jego produkcji. Azotyn potasu otrzymuje się z redukcji azotanu potasu. Wytwarzanie azotynów odbywa się poprzez absorpcję tlenków azotu w roztworach wodorotlenku potasu lub węglanu potasu.

Jednak nie jest to robione na dużą skalę ze względu na wysoki koszt tych zasad, poza tym wysoka rozpuszczalność azotynu potasu w wodzie utrudnia odzyskanie. (Azotyn potasu, s.f.)

Indeks

  • 1 Właściwości fizyczne i chemiczne
  • 2 Reaktywność i zagrożenia
    • 2.1 Możliwe wybuchy
    • 2.2 Niebezpieczne dla skóry
    • 2.3 Zagrożenia ze strony układu oddechowego
    • 2.4 Stany sercowo-naczyniowe
    • 2.5 Inne
  • 3 Obsługa i przechowywanie
  • 4 Zastosowania medyczne
  • 5 Inne zastosowania
  • 6 Biochemia
  • 7 referencji

Właściwości fizyczne i chemiczne

Azotyn potasu jest krystalicznym ciałem stałym w temperaturze pokojowej, żółtawo-biały. Jego masa molowa wynosi 85,1 g / mol, a jego gęstość wynosi 1,915 g / ml.

Ma temperaturę topnienia 441 stopni Celsjusza i zaczyna się rozkładać w 350 stopniach Celsjusza. Jego temperatura wrzenia wynosi 537 stopni Celsjusza, w którym eksploduje.

Azotyn potasu jest wysoce rozpuszczalny w wodzie. Może rozpuszczać 281 g w 100 ml wody o temperaturze 0 stopni Celsjusza, 413 g w 100 ml wody o temperaturze 100 stopni Celsjusza.

Jego rozpuszczalność w temperaturze pokojowej wynosi 312 g w 100 ml wody. Jest również bardzo dobrze rozpuszczalny w amoniaku i rozpuszczalny w gorącym alkoholu.

Reaktywność i zagrożenia

Możliwe wybuchy

Azotyn potasu jest silnym środkiem utleniającym, który może przyspieszyć spalanie innych, gdy zaangażowany jest ogień. Może reagować wybuchowo w kontakcie z fosforem, chlorkiem cyny (II) lub innymi silnymi środkami redukującymi.

Zanieczyszczenie związkami amonowymi może spowodować spontaniczny rozkład. Powstałe ciepło może zapalić obecny materiał palny.

Reaguje z kwasami, tworząc toksyczne gazy dwutlenku azotu. Po zmieszaniu z płynnym amoniakiem tworzy azotyn dipotasu, który jest bardzo reaktywny i wybuchowy. Po stopieniu z solami amonowymi prowadzi do gwałtownych wybuchów.

Może powodować eksplozje po zmieszaniu z cyjankiem potasu. Gdy do stopionego azotanu potasu dodaje się małe ilości siarczanu amonu, następuje gwałtowna reakcja z płomieniem (azotyn potasu, 2016).

Niebezpieczny dla skóry

Azotan potasu jest bardzo niebezpieczny w przypadku kontaktu ze skórą, oczami, spożycia lub wdychania. Dotkliwość obrażeń zależy od czasu trwania kontaktu.

Kontakt ze skórą może powodować podrażnienia, stany zapalne i otarcia. (karta bezpieczeństwa materiału azotan potasu, 2013).

Zagrożenia dróg oddechowych

Azotan potasu może wpływać na oddychanie. Wdychanie pyłu może podrażniać gardło, nos i płuca, powodując kaszel z flegmą.

Wyższe narażenie może powodować obrzęk płuc, który może ostatecznie doprowadzić do śmierci (Pohanish, 2012).

Stany sercowo-naczyniowe

Wysoki poziom azotanu potasu może wpływać na układ naczyniowy i zakłócać zdolność krwi do transportu tlenu (methemoglobinemia), powodując bóle głowy, osłabienie, zawroty głowy i niebieskie zabarwienie skóry i błon śluzowych zwane sinicą.

Wyższe dawki mogą powodować problemy z oddychaniem, zapaść, a nawet śmierć (Food Additives in Europe 2000, 2002).

Inni

Długotrwały kontakt może powodować popękaną skórę, suchość i zapalenie skóry. Może powodować podrażnienie płuc, które może prowadzić do zapalenia oskrzeli. Istnieją również dowody, że azotyn potasu może uszkodzić rozwijające się płody.

Toksyczność azotanu potasu wynosi 235 mg na kg masy ciała (Royal Society of Chemistry, 2015), a badania na szczurach wykazały, że nie ma skutków w dawkach mniejszych niż 10 mg KNO2 na kilogram spożywanego dziennie (H.P. Til, 1988).

Obsługa i przechowywanie

Azotyn potasu jest zwykle przechowywany z innymi środkami utleniającymi i oddzielony od substancji palnych lub łatwopalnych, środków redukujących, kwasów, cyjanków, związków amonu, amidów i innych soli azotu w suchym, ciepłym, dobrze wentylowanym miejscu..

Nie należy go połykać ani oddychać. W przypadku niewystarczającej wentylacji należy zastosować odpowiedni sprzęt do oddychania, taki jak maska ​​z filtrem przeciwgazowym i przeciw parom. Unikać kontaktu ze skórą i oczami.

W przypadku połknięcia niezwłocznie zasięgnij pomocy medycznej. W takich przypadkach zaleca się pokazanie butelki z pojemnikiem lub etykiety produktu.

Aby uniknąć wypadków, należy zawsze nosić fartuch laboratoryjny, okulary ochronne i rękawice lateksowe. (karta bezpieczeństwa materiału azotan potasu, 2013)

Zastosowania medyczne

Zainteresowanie medyczne azotynami nieorganicznymi zaczęło boom, gdy zaobserwowano jego skuteczność w leczeniu angin. Wcześniej leczenie zła zostało wykonane przez venesection.

Mając błędne przekonanie, że ból był spowodowany wysokim ciśnieniem krwi, żyły zostały przecięte, a pacjentowi pozwolono krwawić. Nie trzeba dodawać, że wspomniane leczenie było niewygodne.

Około lat 60. XIX wieku Thomas Lauder Brunton, MD, postanowił spróbować inhalacji azotynu amylu u pacjentów z dusznicą bolesną, związkiem, który został niedawno zsyntetyzowany przez jednego z jego kolegów i wykazał obniżenie ciśnienia krwi. u zwierząt.

Wyniki u ich pacjentów były owocne. Ból związany z tą dolegliwością szybko się zmniejszył, a efekt utrzymywał się przez kilka minut, co wystarczyło pacjentowi na regenerację i odpoczynek.

Przez długi czas azotyn amylu był leczeniem wybranym dla dusznicy bolesnej, ale ze względu na jego lotność został zastąpiony przez sole, takie jak azotyn potasu, które miały taki sam efekt (Butler i Feelisch, 2008).

U zdrowych ochotników obserwowano wpływ azotynu potasu na układ nerwowy, rdzeń kręgowy, mózg, tętno, ciśnienie krwi i oddychanie, a także jego zmienność u różnych osób.

Najważniejszą obserwacją było to, że nawet w małych dawkach około 30 mg, podawanych doustnie, początkowo powoduje wzrost ciśnienia krwi; następnie umiarkowany spadek. Przy wyższych dawkach wystąpiło wyraźne niedociśnienie.

Zaobserwowali również, że azotyn potasu, niezależnie od tego, w jaki sposób był podawany, miał głęboki wpływ na wygląd i zdolność krwi do transportu tlenu..

Porównali działanie biologiczne azotynu potasu z działaniem azotynów amylu i etylu i doszli do wniosku, że podobieństwo działania zależy od konwersji azotynów organicznych w kwas azotawy.

W warunkach niedotlenienia azotyn może uwalniać tlenek azotu, co powoduje silne rozszerzenie naczyń. Opisano kilka mechanizmów konwersji azotynów do NO, w tym redukcję enzymatyczną przez oksydoreduktazę ksantynową, reduktazę azotynową i syntazę NO (NOS), jak również reakcje niemetalicznej dysmutacji. (Albert L. Lehninger, 2005).

Ogólnie w farmakologii stosuje się sole potasowe zamiast soli sodowych w leczeniu pacjentów z nadciśnieniem.

Inne zastosowania

Wśród innych zastosowań, które podaje się azotanowi potasu, a także azotanowi sodu, jest konserwacja żywności, zwłaszcza wędlin, takich jak bekon i chorizo. Azotyn sodu i potasu stosuje się jako przeciwbakteryjne środki konserwujące zapobiegające rozkładowi takich pokarmów przez bakterie.

Szczegółowy mechanizm działania tych związków chemicznych polega na hamowaniu wzrostu bakterii aż do zahamowania określonych enzymów.

Azotyn sodu jest stosowany do peklowania mięsa, nie tylko dlatego, że zapobiega rozwojowi bakterii, ale także dlatego, że jest środkiem utleniającym; W reakcji z mioglobiną mięsa nadaje produktowi pożądany różowo-czerwony „różowy” kolor.

To zastosowanie azotynu sięga średniowiecza, aw Stanach Zjednoczonych jest formalnie stosowane od 1925 r. Ze względu na stosunkowo wysoką toksyczność azotynów, stężenie azotynów w produktach mięsnych wynosi 200 ppm, co jest maksymalnym dopuszczalnym stężeniem.

Na tych poziomach od 80 do 90% azotynów w przeciętnej diecie Stanów Zjednoczonych nie pochodzi z peklowanych produktów mięsnych, ale z naturalnej produkcji azotynów ze spożycia azotanów roślinnych.

W pewnych warunkach (zwłaszcza podczas gotowania) azotyny w mięsie mogą reagować z produktami degradacji aminokwasów, tworząc nitrozoaminy, które są znanymi czynnikami rakotwórczymi.

Jednak rola azotynów (i do pewnego stopnia azotanów) w zapobieganiu zatruciu jadem kiełbasianym poprzez zapobieganie kiełkowaniu endosporów C. botulinum uniemożliwiła całkowitą eliminację azotynów z wędlin w USA. UU.

Mięsa nie można uznać za wyleczone bez dodatku azotynów. Są uważane za niezastąpione w zapobieganiu zatruciom botulinum spożycia suszonych wędlin, takich jak kiełbasa lub kiełbasa, zapobiegających kiełkowaniu zarodników.

U myszy pokarmy bogate w azotyny oraz tłuszcze nienasycone mogą zapobiegać nadciśnieniu, co jest wyjaśnieniem widocznego wpływu diety śródziemnomorskiej na zdrowie (Nathan S. Bryan, 2011).

Inne zastosowania azotynu potasu dotyczą wytwarzania soli do wymiany ciepła, inhibitora korozji i środka przeciwporostowego, jako odczynnika do redukcji reakcji tlenkowych, jako dodatek do farb i powłok oraz do uzdatniania wody (potas Azotyn, sf).

Biochemia

Podawane doustnie azotany i azotyny są wchłaniane i przenoszone do krwi w górnej części przewodu pokarmowego. Pokarmy bogate w pektyny mogą opóźniać wchłanianie, które może występować niżej w jelicie, z możliwym zwiększonym ryzykiem przemiany mikrobiologicznej azotanów w azotyny.

Bez względu na drogę ekspozycji azotany i azotyn są szybko przenoszone do krwi. Azotyny są stopniowo utleniane do azotanów, które są łatwo rozprowadzane w większości płynów ustrojowych (mocz, ślina, sok żołądkowy, pot, płyn ileostomiczny). Azotan nie gromadzi się w organizmie.

Głównym mechanizmem toksyczności azotynów jest utlenianie żelaza żelazowego (Fe2 +) w dezoksyhemoglobinie do stanu wartościowości żelazowej (Fe3 +), wytwarzając methemoglobinę. Methemoglobina nie może wiązać ani transportować odwracalnie krążącego tlenu.

W zależności od odsetka methemoglobiny całkowitej w postaci utlenionej obraz kliniczny dotyczy niedoboru tlenu z sinicą, zaburzeń rytmu serca i niewydolności krążenia oraz postępującego wpływu na ośrodkowy układ nerwowy (OUN). Wpływ na ośrodkowy układ nerwowy może wahać się od łagodnych zawrotów głowy i letargu do śpiączki i drgawek (azotyn potasu, s.f.).

Główna troska o możliwe długotrwałe skutki narażenia na azotany i azotany jest związana z powstawaniem związków azotowych, z których wiele jest rakotwórczych.

Formowanie to może zachodzić wszędzie tam, gdzie obecne są związki azotynowe i zdolne do nitrozowania, ale sprzyjają temu warunki kwasowe lub obecność niektórych bakterii.

Przewód pokarmowy, a zwłaszcza żołądek, są uważane za główne miejsce powstawania, ale reakcje nitrozowania mogą również zachodzić w zakażonym pęcherzu moczowym

Wydalanie azotynów z moczem i kałem jest bardzo niskie, ponieważ większość azotynów, która dostaje się do krwiobiegu lub przechodzi przez przewód pokarmowy (GI) szybko staje się azotanem, wiąże się z zawartością przewodu pokarmowego lub jest redukowana przez bakterie jelitowe.

Gwałtowny spadek stężeń azotynów we krwi przypisuje się reaktywności azotynów z hemoglobiną i innymi związkami endogennymi, hipotezę opartą na wzroście stężenia azotanów po dożylnym podaniu azotynów u szczurów.

Referencje

  1. Albert L. Lehninger, D. L. (2005). Lehninger Principles of Biochemistry. W. H. Freeman.
  2. Butler, A. i Feelisch, M. (2008). Zastosowania terapeutyczne nieorganicznych azotynów i azotanów. Journal of American Heart Association, 2151-2159. Wyodrębniony z circ.ahajournals.org.
  3. Food Additives in Europe 2000. (2002). copenaghen: temat nord.
  4. H.P. Til, H. F. (1988). Ocena toksyczności doustnej azotynu potasu w 13-tygodniowym badaniu na wodzie do picia u szczurów. Food and Chemical Toxicology Tom 26, Issue 10, 851-859. sciencedirect.com.
  5. karta bezpieczeństwa materiału azotan potasu. (2013, 21 maja). Źródło z laboratorium naukowego: sciencelab.com.
  6. Nathan S. Bryan, J. L. (2011). Azotyny i azotany w ludzkim zdrowiu i chorobie. prasa ludzka.
  7. Pohanish, R. P. (2012). Sittig's Handbook of Toxic and Hazardous Chemicals and Carcinogens, Tom 1, wydanie szóste. elsevier.
  8. azotyn potasu. (2016). Pobrane z kamei chemicznej: cameochemicals.noaa.gov.
  9. Azotyn potasu. (s.f.). Źródło: Pub Chem otwarta baza chemii: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  10. Królewskie Towarzystwo Chemii. (2015). azotyn potasu. Źródło: chem spider: chemspider.com.