Natriumnitrat

Strukturformel
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] Achtung H- und P-Sätze H: 272-302 P: 260 [1] EU-Gefahrstoffkennzeichnung [2][1] Brand- fördernd Gesundheits- schädlich (O) (Xn) R- und S-Sätze R: 8-22 S: 22-41
LD50	1267 mg·kg−1 (Ratte, oral)[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

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

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_{2}CO_{3}+2\ HNO_{3}\longrightarrow 2\ NaNO_{3}+H_{2}O+CO_{2}} . $

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

$ \mathrm {Na_{2}CO_{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_{2}O} . $

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

wichtige thermodynamische Eigenschaften

• Δ_fH⁰_s: 15,5 in kJ/mol
• S⁰_s: 116 in J/(mol·K)

Chemische Eigenschaften

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

$ \mathrm {NaNO_{3}+H_{2}SO_{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_{2}O+2\ N_{2}+5\ O_{2}} $

Verwendung

• Düngemittel
• Baustoffindustrie: Zementzusatz
• Hilfsstoff in chemischen Abflussreinigern
• Chemikalienherstellung: Kaliumnitrat
• früher auch zur Salpetersäureherstellung
• als Konservierungsmittel E 251
• zum Pökeln von Fleisch- und Wurstwaren (auch mit Natriumnitrit E 250 und Kaliumnitrit E 249)
• PCM zur thermischen Speicherung

Lebensmittelzusatzstoff

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. Nicht gepökelte Fleisch- und Wurstwaren nehmen eine graue Farbe an, die vom Verbraucher fälschlicherweise als Hinweis auf einen Verderb angesehen werden kann. 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 aber auch mit gleichzeitiger Aufnahme von Protein im menschlichen Körper zu stark krebserregenden Nitrosaminen umgewandelt werden.

Nachweis

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