硝酸鹽和亞硝酸鹽的區別

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引言

硝酸鹽和亞硝酸鹽都是含有氮 (𝑁) 元素的重要無機化合物。它們具有多種用途，包括食品防腐、化肥、彈藥、炸藥等等。它們是由固氮細菌自然產生的。然而，如果過量攝入，會引起許多胃腸道疾病，尤其是在新生兒中，會導致藍嬰綜合徵。硝酸鹽和亞硝酸鹽經常被混淆，但它們所含的氧 (𝑂) 原子數量不同。由於硝酸鹽比亞硝酸鹽更穩定，土壤中的微生物會將其轉化為硝酸鹽。其他區分它們的特性包括幾何形狀、氮氧化態、生成的酸的強度、氧化和還原反應等等。

什麼是硝酸鹽？

它是由氧 (𝑂) 和氮 (𝑁) 組成的多原子離子。“硝酸鹽”中的“硝”字表示氮 (𝑁) 原子對離子的影響和主導作用。其化學式為 𝑁𝑂−。它由 3 個 𝑂 原子和 1 個 𝑁 原子組成，因此比亞硝酸鹽更穩定，由它生成的酸——硝酸 (𝐻𝑁𝑂3) 是一種強酸。硝酸鹽最常見的用途是作為化肥和炸藥的重要成分。它是植物生長所必需的，但在成熟的化肥工業出現之前，動物糞便被用作植物生長的肥料。整個迴圈始於細菌從環境中吸收氮 (𝑁)，然後細菌腐爛，導致植物吸收硝酸鹽，動物再食用植物並透過糞便排出硝酸鹽。

結構

它由 1 個 𝑁 原子和 3 個 𝑂 原子組成。摩爾質量為 62 𝑔/𝑚𝑜𝑙。𝑁 原子位於中心，周圍環繞著等價鍵合的 𝑂 原子。它具有三角平面幾何形狀。

硝酸鹽進入環境後的影響

儘管經過多年的控制，氮 (𝑁) 汙染仍然是全球最昂貴也最複雜的環境問題之一。硝酸鹽和亞硝酸鹽是植物生長和生存的重要分子構成要素，它們作為氮 (𝑁) 迴圈的階段存在於自然界中。來自農業徑流（如汙水）的過量氮 (𝑁) 基營養物質流入我們的河流、湖泊和河口，以及過量化肥和糞肥流入我們的地下水，正在“過度餵養”我們的水生環境。硝酸鹽汙染的環境影響包括對河流、湖泊和海灘的生物和物理損害；增加飲用水處理的成本、能源消耗和碳排放；以及對我們地下水的長期影響。

什麼是亞硝酸鹽？

它是由氮 (𝑁) 和氧 (𝑂) 組成的多原子離子。硝酸鹽和亞硝酸鹽唯一的區別在於亞硝酸鹽有 1 個 𝑁 原子和 2 個 𝑂 原子。由於它們的結構，亞硝酸根離子比硝酸根離子穩定性差。然而，硝酸鹽可以透過還原反應轉化為亞硝酸鹽，而亞硝酸鹽可以透過氧化反應轉化為硝酸鹽。它的化學式為 𝑁𝑂−，結構中包含一個位於 2 個 𝑂 原子之間的氮原子。亞硝酸鹽最常見的用途是作為食品防腐劑的有益成分。它們具有良好的協同作用。

結構

它由 1 個 𝑁 原子和 2 個 𝑂 原子組成。摩爾質量為 46 𝑔/𝑚𝑜𝑙。𝑁 原子位於中心，周圍環繞著等價鍵合的 𝑂 原子。它具有彎曲的分子幾何形狀。

亞硝酸鹽進入環境後的影響

它是一種亞穩態陰離子。通常情況下，它似乎不會停留很長時間。當暴露於氧氣和合適的微生物群落時，亞硝酸鹽的自然傾向是吸收額外的氧離子，從而生成硝酸鹽。因此，生態學家、環境科學家、分析化學家，尤其是流域管理者，可以安全地忽略它對包括物種在內的水生棲息地的影響。

亞硝酸鹽和硝酸鹽的區別

硝酸鹽	亞硝酸鹽
由 3 個 𝑂 原子和 1 個 𝑁 原子組成。	由 2 個 𝑂 原子和 1 個 𝑁 原子組成。
具有三角平面幾何形狀。	具有彎曲的分子幾何形狀。
它們在還原時形成。	它們在氧化時形成。
它們生成硝酸，一種強酸。	它們生成亞硝酸，一種弱酸。
氮的氧化態為 +5。	氮的氧化態為 +3。
由於增加了氧 (𝑂) 原子，它更穩定。	由於少了一個氧 (𝑂) 原子，穩定性較差。
用於炸藥和化肥	用於食品防腐劑，例如牛肉。

結論

硝酸鹽和亞硝酸鹽是具有不同 𝑂 原子數量的無機物質。它們由硝化細菌自然產生，因此可以在人體中找到。它們用於生產炸藥、彈藥和鞭炮，以及儲存肉類等食品產品。它們以菠菜和生菜等膳食食物的形式被攝入。但是，如果過量攝入，可能會損害胃腸道，甚至引起藍嬰綜合徵。

常見問題

1. 尿液中含有亞硝酸鹽嗎？

尿液中含有硝酸鹽，而不是亞硝酸鹽。在尿路感染 (UTI) 的情況下，可能會進入尿液並轉化硝酸鹽為亞硝酸鹽。尿液檢測可以檢測到這一點。亞硝酸尿是亞硝酸鹽尿液檢測呈陽性 (+) 的結果。因此，尿液中亞硝酸鹽的存在可能表明尿路感染。

2. 硝酸鹽和亞硝酸鹽是致癌物嗎？

亞硝酸鹽和硝酸鹽是透過菠菜和生菜等食物攝入的。當被攝入時，它們會與胃中的醯胺和胺反應生成 𝑁-亞硝基化合物，這些化合物會在活的有機體中引起疾病。例如，在高溫或高酸性環境中，亞硝酸鈉可以轉化為亞硝胺，這是一種致癌物。它可能導致胃癌。

3. 飲用水中硝酸鹽的允許含量是多少？

允許限值是指某種物質毒性的範圍。超過此限值的特定藥物或毒素可能是致命的。飲用水中硝酸鹽的允許限值為每升飲用水 45 毫克硝酸鹽 (𝑚𝑔/𝐿)。這意味著如果硝酸鹽含量低於 45 𝑚𝑔/𝐿，則水是安全的飲用水。每升水中硝酸鹽含量超過 45 毫克的水可能對飲用有害。

4. 為什麼亞硝酸鹽是親核試劑？

親核試劑是一種電子給予體，它與除氫 (𝐻) 之外的元素結合。而兩性親核試劑有兩種攻擊方式。考慮硝酸根離子。亞硝酸根離子攻擊氮 (𝑁) 生成硝基烷烴，但它也可以攻擊氧 (𝑂) 生成亞硝酸烷基酯。因此，亞硝酸鹽是兩性親核試劑。

5. 亞硝酸鹽還是硝酸鹽更危險？

亞硝酸鹽比硝酸鹽毒性更大。這是因為它們會與胃部食物中發現的胺反應生成亞硝胺。這些亞硝胺具有致癌性，並可能導致癌症。而硝酸鹽很穩定，不太可能發生變化或造成損害。因此，硝酸鹽危害較小，並且被活植物用作營養來源。