نترات الصوديوم

نترات الصوديوم هي المركب الكيميائي ذو الصيغة NaNO₃ _. يُعرف هذا الملح النتراتي للفلزات القلوية أيضًا باسم نترات الصوديوم التشيلية (حيث كانت تُستخرج رواسب كبيرة منه تاريخيًا في تشيلي ) ^{[ 4 ] [ 5 ]} لتمييزه عن نترات البوتاسيوم العادية . يُعرف الشكل المعدني أيضًا باسم النتراتين أو النتراتيت أو نترات الصودا .

نترات الصوديوم مادة صلبة بيضاء متميعة شديدة الذوبان في الماء . وهي مصدر متوفر بكثرة لأيون النترات (NO₃⁻ ₎ ^، الذي يُستخدم في العديد من التفاعلات الصناعية لإنتاج الأسمدة ، والألعاب النارية ، وقنابل الدخان ، والمتفجرات الأخرى ، ومينا الزجاج والفخار ، والمواد الحافظة للأغذية (وخاصة اللحوم)، ووقود الصواريخ الصلب . وقد استُخرجت هذه المادة على نطاق واسع لهذه الأغراض.

نُشرت دراسة علمية مبكرة عن رواسب أمريكا الجنوبية عام 1821 على يد عالم المعادن البيروفي ماريانو إدواردو دي ريفيرو إي أوستاريز ، الذي حلل عينة من منطقة تاراباكا، التي كانت آنذاك جزءًا من بيرو. وقد تبرع بالعينة بيدرو فوينتيس، وكانت محفوظة في مختبر عالم المعادن رينيه جوست هوي في باريس . وخلص ريفيرو إلى أن المعدن يمكن استخدامه لأغراض صناعية مثل صناعة الزجاج والأسمدة والبارود، على الرغم من أن العمل التجاري لم يبدأ حتى عام 1831. ^{[ 6 ]}

وصلت أول شحنة من نترات البوتاسيوم إلى أوروبا، وتحديدًا إلى إنجلترا، من بيرو عام 1820 أو 1825، مباشرةً بعد استقلال بيرو عن إسبانيا، إلا أنها لم تجد مشترين، فأُلقيت في البحر لتجنب الرسوم الجمركية. ^{[ 7 ] [ 8 ]} ومع مرور الوقت، أصبح استخراج نترات البوتاسيوم من أمريكا الجنوبية تجارةً مربحة (فقد استهلكت إنجلترا وحدها 47 ألف طن متري عام 1859). ^{[ 8 ]} خاضت تشيلي حرب المحيط الهادئ (1879-1884) ضد حليفتيها بيرو وبوليفيا ، واستولت على أغنى رواسب نترات البوتاسيوم لديهما. وفي عام 1919، حدد رالف والتر غرايستون ويكوف بنيتها البلورية باستخدام تقنية حيود الأشعة السينية .

توجد أكبر تجمعات نترات الصوديوم الطبيعية في تشيلي وبيرو ، حيث ترتبط أملاح النترات برواسب معدنية تُعرف باسم خام الكاليش . ^{[ 9 ]} تتراكم النترات على اليابسة من خلال هطول الأمطار الناتج عن الضباب البحري وأكسدة/تجفيف رذاذ البحر، يليه ترسب جاذبي لمركبات NaNO₃ وKNO₃ وNaCl وNa₂SO₄ وI المحمولة جوًا في _جو الصحراء _الحار والجاف _. [ ₁₀ ] ^{تُفضّل دورات الجفاف} الشديد/الأمطار الغزيرة لظاهرتي النينيو/النينيا تراكم النترات من خلال كل من الجفاف وذوبان/إعادة تحريك/نقل الماء على المنحدرات وفي الأحواض؛ وتُشكّل حركة المحلول الشعري طبقات من النترات؛ بينما تُشكّل النترات النقية عروقًا نادرة. لأكثر من قرن، كان يُستخرج معظم إمداد العالم من هذا المركب من صحراء أتاكاما في شمال تشيلي، إلى أن طوّر الكيميائيان الألمانيان فريتز هابر وكارل بوش ، في مطلع القرن العشرين، عمليةً لإنتاج الأمونيا من الغلاف الجوي على نطاق صناعي (انظر عملية هابر ). ومع اندلاع الحرب العالمية الأولى ، بدأت ألمانيا بتحويل الأمونيا الناتجة عن هذه العملية إلى نترات الصوديوم التشيلية الاصطناعية ، التي كانت عمليةً تمامًا كالمركب الطبيعي في إنتاج البارود والذخائر الأخرى. وبحلول أربعينيات القرن العشرين، أدت عملية التحويل هذه إلى انخفاض حاد في الطلب على نترات الصوديوم المستخرجة من مصادر طبيعية.

لا تزال تشيلي تمتلك أكبر احتياطيات من الكاليش ، مع مناجم عاملة في مواقع مثل فالديفيا وماريا إيلينا وبامبا بلانكا، حيث كان يُطلق عليه سابقًا اسم " الذهب الأبيض" . ^{[ 4 ] [ 5 ]} ويُستخرج من الكاليش نترات الصوديوم ونترات البوتاسيوم وكبريتات الصوديوم واليود . وقد أُدرجت مجتمعات تعدين نترات البوتاسيوم التشيلية السابقة في هامبرستون وسانتا لورا ضمن مواقع التراث العالمي لليونسكو عام 2005.

يتم أيضاً تصنيع نترات الصوديوم صناعياً عن طريق معادلة حمض النيتريك بكربونات الصوديوم أو بيكربونات الصوديوم :

2 HNO ₃ + Na ₂ CO ₃ → 2 NaNO ₃ + H ₂ O + CO ₂

HNO3 + _NaHCO3 → _NaNO3 + _H2O + _CO2​

أو أيضاً عن طريق معادلته بهيدروكسيد الصوديوم (مع ذلك، فإن هذا التفاعل طارد للحرارة بشدة):

HNO3 ₊ NaOH → _NaNO3 + _H2O

أو عن طريق خلط كميات متكافئة من نترات الأمونيوم وهيدروكسيد الصوديوم أو بيكربونات الصوديوم أو كربونات الصوديوم :

NH₄NO₃ + _NaOH → _NaNO₃ + _NH₄OH​​

NH ₄ NO ₃ + NaHCO ₃ → NaNO ₃ + NH ₄ HCO ₃

2NH ₄ NO ₃ + Na ₂ CO ₃ → 2NaNO ₃ + (NH ₄ ) ₂ CO ₃

يُستخدم معظم نترات الصوديوم في الأسمدة، حيث يُوفر شكلاً قابلاً للذوبان في الماء من النيتروجين. ويُعدّ استخدامه، الذي يقتصر في الغالب على الدول ذات الدخل المرتفع، جذابًا نظرًا لعدم تأثيره على درجة حموضة التربة . ومن الاستخدامات الرئيسية الأخرى له استخدامه كمكمل لنترات الأمونيوم في صناعة المتفجرات. تتميز نترات الصوديوم المنصهرة ومحاليلها مع نترات البوتاسيوم بثبات حراري جيد (يصل إلى 600 درجة مئوية) وسعة حرارية  عالية . هذه الخصائص تجعلها مناسبة للمعالجة الحرارية للمعادن ولتخزين الطاقة الحرارية في التطبيقات الشمسية. ^{[ 11 ]}

أظهرت الدراسات وجود صلة بين ارتفاع مستويات النترات وزيادة الوفيات الناجمة عن بعض الأمراض، بما في ذلك مرض الزهايمر ، وداء السكري ، وسرطان المعدة ، ومرض باركنسون ؛ ويُعزى ذلك على الأرجح إلى التأثير الضار للنيتروزامينات على الحمض النووي. ومع ذلك، لم تُبذل جهود كافية للتحكم في الأسباب المحتملة الأخرى في النتائج الوبائية. ^{[ 18 ]} وقد رُبطت النيتروزامينات، المتكونة في اللحوم المعالجة التي تحتوي على نترات الصوديوم والنتريت، بسرطان المعدة وسرطان المريء . ^{[ 19 ]} كما يرتبط كل من نترات الصوديوم والنتريت بزيادة خطر الإصابة بسرطان القولون والمستقيم . ^{[ 20 ]}

تُعد النترات وسائط ومؤثرات رئيسية في الإشارات الوعائية الأولية الضرورية لبقاء جميع الثدييات. ^{[ 21 ]}

• نتريت الصوديوم

• آرتشر، دونالد ج. (2000). "الخواص الديناميكية الحرارية لنظام NaNO₃ ₊ H₂O _" . مجلة البيانات المرجعية الفيزيائية والكيميائية . 29 (5): 1141-1156 . Bibcode : 2000JPCRD..29.1141A . doi : 10.1063/1.1329317 . ISSN 0047-2689 . 
• بارنوم، دينيس (2003). "نبذة تاريخية عن النترات". مجلة التعليم الكيميائي . 80 (12): 1393–. Bibcode : 2003JChEd..80.1393B . doi : 10.1021/ed080p1393 .
• جونز، غرينيل (1920). " النيتروجين: تثبيته، واستخداماته في السلم والحرب ". المجلة الفصلية للاقتصاد . 34 (3): 391-431.
• مولين، جيه دبليو (1997). التبلور . باتروورث-هاينمان. ISBN 978-0-7506-3759-6.

• ATSDR – دراسات حالة في الطب البيئي – سمية النترات/النتريت وزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية (المجال العام)
• تقرير منظمة الأغذية والزراعة/منظمة الصحة العالمية
• الآلات الحاسبة: التوتر السطحي ، والكثافة، والتركيز المولي، والتركيز المولالي لمحلول نترات الصوديوم المائي