Nhiệt phân NaNO3 - Những điều cần nắm vững

NaNO₃ là gì? Natri nitrat là gì?

NaNO₃ là gì?

Natri nitrat là hợp chất hoá học có công thức NaNO3. Muối này, còn được biết đến với cái tên, diêm tiêu Chile hay diêm tiêu Peru(do hai nơi này có lượng trầm tích lớn nhất) để phân biệt với kali nitrat, là một chất rắn màu trắng tan trong nước. Dạng khoáng vật còn có tên là nitratine, nitratite hay soda niter.
Natri nitrat được dùng như một chất nguyên liệu; trong phân bón, nghề làm pháo hoa, nguyên liệu của bom khói, chất bảo quản, và như một tên lửa đẩy, cũng như thuỷ tinh và men gốm. Hợp chất này đang được khai thác cho các mục đích trên.

Một số tên gọi khác: Muối diêm, xíu, Soda nitre, Chile saltpeter, Sodium saltpeter, Nitratine, Nitric acid sodium salt, Natriumnitrat.

Cấu tạo phân tử của NaNO₃

Đặc tính lý hóa của NaNO₃

Tính chất vật lý của NaNO₃

- Natri nitrate là một chất rắn có màu trắng, không màu có vị ngọt và tan trong nước.

- Khối lượng mol: 84.9947 g/mol

- Khối lượng riêng; 2.257 g/cm³, rắn

- Điểm nóng chảy: 308 °C

- Điểm sôi: 380 °C (phân huỷ)

- Độ hòa tan trong nước: 730 g/L (0°C)

- Độ hòa tan: tan rất tốt trong amoniac; tan được trong cồn

- Chiết suất (n_D): 1.587 (dạng tam giác).

Tính chất hóa học của NaNO₃

- NaNO₃ có tính chất oxy hóa khử khi cho kẽm tác dụng với NaNO₃ trong dd NaOH:

NaNO₃ + 7NaOH + 4Zn → 2H₂O + NH₃ + 4Na₂ZnO₂

- NaNO₃ với phản ứng trao đổi khi Đun hỗn hợp natri nitrat (NaNO₃) với axit sunfuric (H₂SO₄) đặc. Hơi HNO₃ thoát ra được dẫn vào bình làm lạnh và ngưng tụ.

H₂SO₄ + NaNO₃ → HNO₃ + NaHSO₄

- NaNO₃  với phương trình hóa học hữu cơ khi Cu tác dụng với H₂SO₄/NaNO₃.

3Cu + 4H₂SO₄ + 2NaNO₃ → 4H₂O + Na₂SO₄ + 2NO + 3CuSO₄

Nhiệt phân NaNO₃

- Điều kiện phản ứng

- Nhiệt độ: 380 - 500°C Dung môi: dung dịch Na₂O, NO₂

- Hiện tượng nhận biết

Phương trình không có hiện tượng nhận biết đặc biệt.

- Trong trường hợp này, bạn chỉ thường phải quan sát chất sản phẩm NaNO₂ (Natri nitrit), O₂ (oxi), được sinh ra

Hoặc bạn phải quan sát chất tham gia NaNO₃ (Natri Nitrat), biến mất.

Nguồn gốc của NaNO₃

Nguồn natri nitrat tự nhiên lớn nhất được tìm thấy ở Chile và Peru, nơi các muối nitrat kết rắn lại trong các trầm tích gọi là quặng caliche. Chile vẫn là nguồn dự trữ caliche lớn nhất, với nhiều mỏ đang hoạt động ở các vùng Pedro de Valdivia, María Elena và Pampa Blanca, và ở đó nó thường được mệnh danh là vàng trắng.

Điều chế NaNO₃

Nitrat natri cũng được tổng hợp công nghiệp bằng cách trung hòa axit nitric với soda ash thông qua phương trình phản ứng dưới đây

2HNO₃ + Na₂CO₃ → 2 NaNO₃ + H₂O + CO₂

Hoặc bằng cách trộn một lượng cân bằng hóa học amoni nitrat và sodium hydroxide hoặc sodium bicarbonate:

NH₄NO₃ + NaOH → NaNO₃ + NH₄OH

NH₄NO₃ + NaHCO₃ → NaNO₃ + NH₄HCO₃

Ứng dụng nổi bật của NaNO₃ trong công nghiệp

Bảo quản thịt

Natri nitrat là một chất bảo quản có thể tìm thấy trong các loại thịt chế biến. Đó là các loại thực phẩm như xúc xích, salami, giăm bông và các loại thịt nguội khác. Natri nitrat ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn làm hỏng và duy trì màu đỏ cho thịt.Tuy nhiên, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng Natri nitrat cũng như các chất bảo quản thực phẩm khác đều sẽ chứa những rủi ro ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

Sản xuất kính

Để tăng năng suất làm kính cường lực cao và không bị vỡ ngay cả khi tiếp xúc với nhiệt độ cao hoặc thấp ở một mức độ nhất định, nhiều người sử dụng natri nitrat để tăng cường bề mặt của kính. Và công dụng của nó được ứng dụng vào bước đầu tiên là ngâm kính trong dung dịch natri nitrat hòa tan. Kính trải qua giai đoạn ngâm natri nitrat có khả năng chống co giãn và chống uốn cong tốt hơn.

Phân bón

– Natri nitrate được sử dụng rộng rãi làm phân bón và nguyên liệu thô trong sản xuất thuốc súng. Nó có thể kết hợp với sắt hydroxide tạo thành một loại nhựa.

Dược phẩm

Hóa chất natri nitrat hạn chế sử dụng trong dược phẩm. Nhưng có thể tìm thấy hợp chất này trong thuốc nhỏ mắt. Thông thường natri nitrat được sử dụng như một hỗn hợp giúp kiểm soát, không phải là thành phần chính. Điều này là do nitơ là nguyên tố cần thiết trong thuốc nhỏ mắt.

Thuốc nổ

– Một ứng dụng khác ít phổ biến là Natri nitrate có thể sử dụng làm chất oxy hóa thay thế cho Kali nitrate trong pháo hoa.

Một số ứng dụng khác

– Sodium Nitrate ( NaNO₃) dùng trong sản xuất acid nitric bằng cách phản ứng với acid sulfuric.

– Sodium Nitrate ( NaNO₃) còn được dùng kết hợp với Kali nitrate trong các tấm thu nhiệt mặt trời.

– Ngoài ra, Sodium Nitrate ( NaNO₃) còn sử dụng để xử lý nước thải nhờ cung cấp nitrate cho các vi sinh vật hiếu khí tùy tiện, giúp quá trình xử lý nước thải nhờ vi sinh vật diễn ra nhanh hơn.

Ảnh hưởng của NaNO₃ đối với sức khỏe của con người

NaNO3 tạo nitrosamin, gây ung thư dạ dày và ung thư thực quản ở người, phá huỷ DNA và làm gia tăng thoái hoá tế bào. Natri nitrat và nitrit còn gây nguy cơ cao mắc ung thư đại trực tràng. Quỹ Nghiên cứu ung thư Vương quốc Anh tuyên bố rằng lượng nitrat trong thịt chế biến là một trong nguyên nhân gây ung thư ruột kết. Trong thành phần chất bảo quản một lượng nhỏ nitrat bị phân tích ra nitrit, làm tăng lượng nitrit có sẵn trong thịt. Nitrit này tác dụng với các thức ăn giàu protein (như thịt) hình thành các hợp chất N-nitroso có khả năng gây ung thư. N-nitroso bị hình thành không chỉ trong quá trình xử lý mà còn trong quá trình tiêu hóa trong cơ thể.