NITRATE DE SODIUM (NANO3): STRUCTURE, PROPRIÉTÉS, UTILISATIONS, RISQUES - CHIMIE - 2025

Le nitrate de sodium est un solide inorganique cristallin comprenant un ion sodium Na ⁺ et un ion nitrate NO ₃ ^-. Sa formule chimique est NaNO ₃. Dans la nature, il se trouve sous forme de minéral nitratine ou nitratite, que l'on trouve en abondance dans le désert d'Atacama au Chili, c'est pourquoi ce minéral est également appelé salpêtre chilien ou caliche.

Le nitrate de sodium est un solide incombustible mais il peut accélérer l'oxydation ou la combustion de matières inflammables. Pour cette raison, il est largement utilisé dans les feux d'artifice, les explosifs, les allumettes, les briques de charbon de bois et dans certains types de pesticides, pour tuer les rongeurs et autres petits mammifères.

Nitratine ou nitratite, nitrate de sodium minéral NaNO ₃. John Sobolewski (JSS). Source: Wikimedia Commons.

La capacité de favoriser la combustion ou l'inflammation d'autres matériaux signifie qu'il doit être manipulé avec une grande prudence. S'il est exposé aux flammes ou au feu, il peut exploser. Malgré cela, le NaNO ₃ est utilisé dans l'industrie alimentaire car il possède des propriétés conservatrices, notamment dans les viandes et certains types de fromages.

Cependant, son ingestion en excès peut entraîner des problèmes de santé, notamment chez les femmes enceintes, les bébés et les enfants. En se transformant en nitrites dans le système digestif, il peut provoquer certaines maladies.

Structure chimique

Cellule unitaire rhomboédrique de NaNO3. Source: Benjah-bmm27

Le nitrate de sodium est composé d'un cation sodium Na ⁺ et d'un anion nitrate NO ₃ ^-.

Nitrate de sodium NaNO ₃. Ccroberts. Source: Wikimedia Commons.

Dans l'anion nitrate NO ₃ ^{- l'} azote N a une valence de +5 et l'oxygène une valence de -2. Pour cette raison, l'anion nitrate a une charge négative.

Structure de Lewis de l'ion nitrate. Tem5psu. Source: Wikimedia Commons.

L'anion NO ₃ ^- a une structure plate et symétrique, dans laquelle les trois oxygènes distribuent la charge négative de manière égale ou uniforme.

Dans l'ion nitrate, la charge négative est répartie uniformément entre les trois atomes d'oxygène. Benjah-bmm27. Source: Wikimedia Commons.

Nomenclature

-Nitrate de sodium

-Nitrate de sodium

-Salpêtre de sodium (du salpêtre de sodium anglais)

-Nitro soda (de l'anglais soda nitre)

-Salpêtre du Chili

-Nitrate du Chili

-Nitratine

-Nitratite

-Caliche

Propriétés

Cristaux rhomboédriques de nitrate de sodium obtenus à partir d'une solution sursaturée de celui-ci. Source: Vadim Sedov

État physique

Cristaux solides, trigonaux ou rhomboédriques incolores à blancs.

Poids moléculaire

84,995 g / mol

Point de fusion

308 ºC

Point d'ébullition

380 ° C (se décompose).

Densité

2,257 g / cm ³ à 20 ° C

Solubilité

Soluble dans l'eau: 91,2 g / 100 g d'eau à 25 ºC ou 1 g dans 1,1 mL d'eau. Légèrement soluble dans l'éthanol et le méthanol.

pH

Les solutions de nitrate de sodium sont neutres, c'est-à-dire ni acides ni basiques, leur pH est donc de 7.

Autres propriétés

C'est un solide hygroscopique, c'est-à-dire qu'il absorbe l'eau de l'environnement.

Nitrate de sodium solide NaNO ₃. Ondřej Mangl. Source: Wikimedia Commons.

Sa dissolution dans l'eau refroidit la solution, on dit donc que ce processus de dissolution est endothermique, c'est-à-dire que lorsqu'il se dissout, il absorbe la chaleur de l'environnement et c'est pourquoi la solution se refroidit.

A très basse nitrate de sodium est soluble dans l' ammoniac liquide NH ₃, formant NaNO ₃ · 4NH ₃ ci - dessous -42 ° C

NaNO ₃ n'est pas combustible, mais sa présence accélère la combustion des matériaux ou des composés qui le sont. En effet, lorsqu'il est chauffé, il produit de l'oxygène O ₂, entre autres gaz.

Obtention

Il est obtenu principalement par extraction de gisements minéraux ou de salpêtre au Chili (caliche ou nitratite). Pour cela, de la saumure est utilisée puis une cristallisation et une recristallisation sont effectuées pour obtenir des cristaux de NaNO ₃ plus purs.

Ces mines se trouvent principalement en Amérique du Sud dans le nord du Chili dans le désert d'Atacama. Là, il est associé au nitrate de potassium KNO ₃ et à la décomposition de la matière organique.

Localisation du désert d'Atacama dans le nord du Chili, où se trouvent d'importants gisements de nitrate de sodium. INC. Source: Wikimedia Commons.

Il peut également être obtenu par réaction d'acide nitrique avec du carbonate de sodium Na ₂ CO ₃ ou avec de l'hydroxyde de sodium NaOH:

2 HNO ₃ + Na ₂ CO ₃ → 2 NaNO ₃ + CO ₂ ↑ + H ₂ O

Présence dans l'organisme humain

Le nitrate de sodium peut pénétrer dans le corps humain par la nourriture et l'eau potable qui en contient.

60 à 80% des nitrates ingérés proviennent de fruits et légumes. Une deuxième source est la charcuterie. Il est utilisé par l'industrie de la viande pour empêcher la croissance microbienne et pour conserver la couleur.

Cependant, une forte proportion de nitrates présents dans le corps humain provient de sa synthèse endogène ou de processus à l'intérieur du corps.

Applications

Dans l'industrie alimentaire

Il est utilisé comme conservateur dans les aliments, comme agent de durcissement pour les viandes marinées et comme agent de rétention de la couleur pour les viandes. Les aliments qui peuvent en contenir sont le bacon, les saucisses, le jambon et certains fromages.

Viandes salées qui contiennent probablement du nitrate de sodium. Auteur: Falco. Source: Pixabay.

Dans les engrais

Le nitrate de sodium est utilisé dans les mélanges d'engrais pour fertiliser les cultures de tabac, de coton et de légumes.

Tracteur fertilisant une plantation. Auteur: Franck Barske. Source: Pixabay.

En tant que promoteur ou promoteur de la combustion ou de l'explosion

Le NaNO ₃ est utilisé comme oxydant dans de nombreuses applications. C'est un solide riche en oxygène qui facilite le processus d'allumage en produisant de l'O ₂.

La présence de NaNO ₃ signifie que les matériaux n'ont pas besoin d'oxygène provenant de sources externes pour s'enflammer car il fournit suffisamment d'O ₂ pour auto-entretenir les réactions exothermiques (génératrices de chaleur) qui se produisent lors de l'inflammation ou de l'explosion.

Il a longtemps été utilisé comme oxydant principal dans les matériaux pyrotechniques (feux d'artifice), comme composant oxydant dans les explosifs et les agents de détonation ou de dynamitage, et comme propulseur.

Feux d'artifice. Dans sa composition, il y a du nitrate de sodium NaNO ₃. Auteur: WearingPlaid. Source: Pixabay.

Il est également utilisé pour améliorer la combustion des briques de charbon (briquettes), pour favoriser l'éclairage dans les allumettes et même pour améliorer les propriétés combustibles du tabac.

Pour éliminer les rongeurs et autres mammifères

Il est utilisé pour un type spécial de pesticide. Les compositions qui le contiennent sont des fumigants pyrotechniques qui sont placés et incendiés dans des terriers, libérant des doses mortelles de gaz toxiques.

Pour cette raison, il est utilisé pour le contrôle de divers rongeurs, marmottes, coyotes et mouffettes, dans les champs ouverts, les prairies, les zones non cultivées, les pelouses et les terrains de golf.

Dans la préparation d'autres composés

Il est utilisé dans la fabrication de l'acide nitrique HNO ₃, du nitrite de sodium NaNO ₂, et agit également comme catalyseur dans la préparation de l'acide sulfurique H ₂ SO ₄.

Il est utilisé dans la fabrication du protoxyde d'azote N ₂ O et comme agent oxydant dans la fabrication de composés pharmaceutiques.

Dans l'extraction de métaux à partir de déchets électroniques

Certains chercheurs ont constaté que NaNO ₃ facilite l'extraction non polluante des métaux contenus dans les déchets d'équipements électroniques (téléphones portables, tablettes, ordinateurs, etc.).

Les métaux utiles pouvant être extraits des composants de ces équipements électroniques sont le nickel Ni, le cobalt Co, le manganèse Mn, le zinc Zn, le cuivre Cu et l'aluminium Al.

L'extraction est réalisée en utilisant uniquement une solution de NaNO ₃ et un polymère. Et un rendement de 60% est atteint.

De cette manière, les déchets électroniques peuvent être recyclés, contribuant à la minimisation des déchets et à la récupération stable des ressources.

En recherche sur la santé et l'exercice

Selon certaines études, l'ingestion de suppléments de NaNO ₃ ou d'aliments qui en contiennent a naturellement des effets positifs sur la santé. Certains des aliments riches en nitrates sont les betteraves, les épinards et la roquette.

Les effets comprennent l'amélioration du système cardiovasculaire, l'abaissement de la pression artérielle, l'amélioration du flux sanguin et l'augmentation de la quantité d'oxygène dans les tissus qui font de l'exercice physique.

Cela indique que l'utilisation de NaNO ₃ pourrait être considérée comme un médicament peu coûteux dans la prévention et le traitement des patients souffrant de problèmes de tension artérielle.

De plus, il peut servir d'aide efficace et naturelle pour augmenter la puissance musculaire des athlètes.

Dans diverses utilisations

Affiche publicitaire du XXe siècle, incitant à fertiliser le sol avec du nitrate du Chili. David Perez. Source: Wikimedia Commons.

Il est utilisé comme oxydant et fondant dans la fabrication des émaux de verre et de céramique. Il est également utilisé dans les ciments spéciaux.

Il sert d'agent chimique dans la récupération de l'étain de la ferraille, dans la coagulation du latex, dans l'industrie nucléaire et dans le contrôle de la corrosion dans les systèmes aqueux.

Des risques

Dangers de la manipulation

Il a la propriété d'accélérer la combustion des matières inflammables. Si vous êtes impliqué dans un incendie, une explosion peut se produire.

Lorsqu'il est exposé à la chaleur ou au feu pendant des périodes prolongées, il peut exploser, produisant des oxydes d'azote toxiques.

Problèmes liés à son ingestion avec de la nourriture ou de l'eau

Les nitrates lorsqu'ils sont ingérés peuvent devenir des nitrites à la fois dans la bouche et dans l'estomac et les intestins.

Les nitrites, en réagissant avec les amines présentes dans certains aliments, peuvent devenir des nitrosamines dans un environnement acide comme dans l'estomac. Les nitrosamines sont cancérigènes.

Cependant, cela ne se produit pas lorsque les fruits et légumes contenant des nitrates sont consommés naturellement.

Selon certaines études, la présence de niveaux élevés de nitrate peut produire un trouble sanguin qui empêche l'oxygène d'être libéré efficacement dans les tissus.

Cela peut se produire chez les bébés dont le lait maternisé est fabriqué à partir d'eau de puits contenant des nitrates.

Il a également été observé que des niveaux élevés de nitrate peuvent causer des problèmes dans la gestation des bébés, provoquant des avortements spontanés, des accouchements prématurés ou des anomalies du tube neural du fœtus.

Récemment, il a été découvert que le nitrate de sodium peut présenter un risque pour le développement du système musculo-squelettique et que la communication nerf-muscle est altérée chez l'homme.

Nitrate de sodium dans les aliments

Le nitrate de sodium se trouve comme additif dans le bacon et d'autres produits carnés. Source: cookbookman17 via Flickr (https://www.flickr.com/photos//6175755733)

Le nitrate de sodium est synonyme de viandes, car avec le nitrite, ils y sont ajoutés afin de les préserver et d'améliorer leur apparence et leurs saveurs. En conséquence, la consommation excessive de viandes (hot dogs, bacon, jambons, poisson fumé, etc.) a été impliquée dans le lien inquiétant des cancers dans tout le système digestif.

Bien que la relation entre les viandes traitées aux sels de nitrate-nitrite et le cancer ne soit pas absolue, il est recommandé de modérer votre consommation.

En revanche, les légumes (carottes, betteraves, radis, laitues, épinards, etc.) sont riches en NaNO ₃ puisqu'ils l'ont absorbé des sols de culture en raison de son action fertilisante. La consommation de ces légumes, contrairement à celle des produits carnés, n'est pas liée aux maladies mentionnées ci-dessus.

Cela est dû à deux raisons: la différence des niveaux de protéines de ces aliments et la manière dont ils sont cuits. Lorsque les viandes sont frites ou chauffées à la flamme, la réaction entre les nitrates-nitrites avec certains groupes d'acides aminés est favorisée, produisant ainsi des nitrosoamines: les véritables cancérigènes.

La teneur en vitamine C, en fibres et en polyphénols des légumes réduit la formation de ces nitrosoamines. C'est pourquoi NaNO ₃ ne constitue pas à lui seul une menace pour la nourriture.

Références

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