Nitrate

Нитрат — это многоатомный ион с химической формулой NO3−. Соли, содержащие этот ион, называются нитратами; они являются распространёнными компонентами удобрений и взрывчатых веществ. Почти все неорганические нитраты растворимы в воде, за исключением, например, висмута оксинитрата, который представляет собой нерастворимый неорганический нитрат. В природе различные нитрифицирующие бактерии производят нитраты, используя аммиак или мочевину как в качестве источника азота, так и в качестве источника свободной энергии. Исторически, когда источники минеральных нитратов были недоступны, составы для пороха получали с помощью процессов ферментации с использованием мочи и навоза. Современное производство нитратов в первую очередь направлено на изготовление удобрений и химических веществ для таких областей применения, как синтез лекарств, керамика и консервирование мяса. В глобальном масштабе ежегодно используется около 195 миллионов метрических тонн синтетических азотных удобрений, значительную часть которых составляют нитраты. Из-за высокой растворимости нитраты легко вымываются из почвы осадками; поэтому чрезмерное использование в сельском хозяйстве связывают со стоком питательных веществ, загрязнением воды и образованием мёртвых зон в водоёмах. Прямое воздействие на человека, особенно при чрезмерном потреблении нитратов с мясными продуктами, ассоциируется с раком кишечника. Нитрат-ион является сопряжённым основанием азотной кислоты; он имеет центральный атом азота, связанный с тремя атомами кислорода в тригональной плоской конфигурации, и несёт формальный заряд −1. Эта структура является классическим примером резонанса. Азот в нитрате имеет степень окисления +5, что является максимально возможной для азота, что делает нитрат сильным окислителем, как видно из его взрывного поведения в нитрате аммония или чёрном порохе при детонации. В нейтральном или высокощелочном водном растворе нитрат является лишь слабым окислителем, если только восстановитель не производит ионы водорода; в этом случае он становится сильным. Нитрат стабилен в отсутствие микроорганизмов или органических восстановителей. Денитрифицирующие бактерии используют нитрат в качестве мощного конечного акцептора электронов в анаэробных условиях, что делает его лабильным видом в природных водах; пробы воды для анализа на нитраты необходимо хранить в холоде и анализировать быстро, чтобы предотвратить потери. Первый этап денитрификации восстанавливает нитрат до нитрита, который является ещё более сильным окислителем.