Nitrate

El nitrato es un ion poliatómico con la fórmula química NO3−. Las sales que contienen este ion se denominan nitratos, que son componentes comunes de fertilizantes y explosivos. Casi todos los nitratos inorgánicos son solubles en agua, siendo el oxinitrato de bismuto un ejemplo de nitrato inorgánico insoluble. En la naturaleza, diversas bacterias nitrificantes producen nitratos utilizando amoníaco o urea como fuente de nitrógeno y de energía libre. Históricamente, cuando no se disponía de fuentes minerales de nitrato, los compuestos de pólvora se producían mediante procesos de fermentación que involucraban orina y estiércol. La producción moderna de nitratos se dirige principalmente a la fabricación de fertilizantes y productos químicos para aplicaciones como la síntesis de medicamentos, la cerámica y la conservación de carnes. A nivel mundial, se utilizan aproximadamente 195 millones de toneladas métricas de fertilizantes nitrogenados sintéticos cada año, de los cuales los nitratos constituyen una parte sustancial. Debido a que los nitratos son altamente solubles, se eliminan fácilmente del suelo por la precipitación; por lo tanto, su uso agrícola excesivo se ha relacionado con la escorrentía de nutrientes, la contaminación del agua y la creación de zonas muertas acuáticas. La exposición humana directa, particularmente por el consumo excesivo de nitratos en carnes curadas, se asocia con cánceres intestinales. El ion nitrato es la base conjugada del ácido nítrico, con un átomo de nitrógeno central unido a tres átomos de oxígeno en una disposición plana trigonal, con una carga formal de −1. Esta estructura es un ejemplo clásico de resonancia. El nitrógeno en el nitrato tiene un estado de oxidación de +5, el más alto posible para el nitrógeno, lo que convierte al nitrato en un oxidante potente, como se observa en su comportamiento explosivo en el nitrato de amonio o la pólvora negra al detonar. En solución acuosa neutra o de pH alto, el nitrato es solo un agente oxidante débil a menos que el reductor produzca iones de hidrógeno, en cuyo caso se vuelve fuerte. El nitrato es estable en ausencia de microorganismos o reductores orgánicos. Las bacterias desnitrificantes utilizan el nitrato como un potente aceptor terminal de electrones en condiciones anaeróbicas, lo que lo convierte en una especie lábil en aguas naturales; las muestras de agua para el análisis de nitratos deben mantenerse frías y analizarse rápidamente para evitar pérdidas. El primer paso de la desnitrificación reduce el nitrato a nitrito, que es un oxidante aún más potente.