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Nitrate
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Die Nitrate (Salze
der Salpetersäure) kommen immer
in einer bestimmten Konzentration in den Böden vor. Sie spielen bei
der Versorgung der Pflanzen mit Nährsalzen eine bedeutende Rolle.
Aus den Stickstoffatomen der Nitrate bauen die Pflanzen Eiweiße,
die für alle Pflanzenfresser lebensnotwendig sind. Bei der Verwesung
der toten Lebewesen entstehen in einem Fäulnisprozess Ammoniak
und Ammoniumsalze. Diese werden durch eine Nitrifikation bestimmter Bodenbakterien
wieder zu Nitratsalzen umgewandelt:
Von großer Bedeutung
sind auch die Knöllchenbakterien, welche aus dem Luftstickstoff Ammoniumionen
bilden können und damit die Nährsalzaufnahme der Pflanzen unterstützen.
Andere Bodenbakterien erzeugen durch eine Denitrifikation wieder Stickstoff,
der an die Atmosphäre abgegeben wird.
Alle stickstoffhaltigen
Salze wie Ammoniumnitrat oder Kaliumnitrat
eignen sich zur Herstellung von Düngemitteln.
Kaliumnitrat und Natriumnitrat (Chilesalpeter) dienen auch zur Herstellung
von Schießpulver. Die großflächige
Ausbringung von Nitratdünger kann zu einer gesundheitlichen Gefährdung
führen, wenn im gedüngten Gemüse oder im Trinkwasser zuviel
Nitrat enthalten ist. Hohe Nitratgehalte weisen Spinat, Kopfsalat und manchmal
auch Kartoffeln auf. Gemüse aus biologischem Anbau enthält in
der Regel weniger Nitrat.
Wenn Säuglingen über
Nahrung zuviel Nitrat zugeführt wird, besteht die Gefahr einer akuten
Vergiftung. Deshalb sollten Säuglinge keine nitratbelasteten Gemüse
wie Spinat oder Kopfsalat erhalten. Gemüse sollte nur aus Babynahrung
verabreicht werden. Beim Säugling ist die Magensäureproduktion
noch nicht voll ausreichend. Dadurch kann sich im Magen des Säuglings
Nitrat in größeren Mengen zu dem giftigen Nitrit umwandeln.
Nitrit ist ein Blutgift, welches den Sauerstofftransport im Blut stört.
Die akute Vergiftung, die Blausucht, äußert sich in Atemnot
und in einer Blauverfärbung der Haut und der Lippen. Die folgende
Zeitungsmeldung verdeutlicht die Gefahren:
"Das Basler Kantonslaboratorium
warnt vor der Verwendung von nitratreichem Gemüse als Säuglingsnahrung.
In Basel musste ein acht Monate altes Baby deswegen ins Spital. Die Ärzte
diagnostizierten bei dem Säugling eine Blausucht, d.h. eine lebensgefährliche
Unterversorgung mit Sauerstoff, wie das Kantonslabor mitteilte. Dem Baby
war eine selbst zubereitete Säuglingskost mit Kohlrabi verabreicht
worden." (Pressemeldung 10.09.2003)
Das Nitrat besitzt aber
auch eine gefährliche Langzeitwirkung: Im Speichel des Erwachsenen
werden regelmäßig kleine Mengen Nitrat in Nitrit umgewandelt.
Dieses Nitrit kann mit Aminen, die im Magen vorhanden sind, weiter reagieren
zu Nitrosaminen:
Nitrosamine
sind äußerst gefährliche Substanzen, welche schon in winzigen
Mengen Krebs erzeugen können. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO)
empfiehlt deshalb, nicht mehr als 220mg ( = 0,22g) Nitrat täglich
zu sich zu nehmen. Ein Liter Trinkwasser darf gesetzlich höchstens
50mg Nitrat enthalten. Dies kann aber für Säuglinge bereits gefährlich
sein. Deshalb sollten sie nur nitratarmes Mineralwasser erhalten.
Einigen Wurst- oder Käsesorten wird Nitrat
oder sogar Nitrit als Lebensmittel-Zusatzstoff
zur Konservierung zugesetzt:
E 250: Natriumnitrit
E 251: Natriumnitrat E 252: Kaliumnitrat
Viele holländische
Käsesorten (Edamer, Gouda, etc.) enthalten Nitrat. Nitrathaltiger
Käse oder gepökelte Wurst darf nicht erhitzt werden (Pizza, Grillen),
da beim Erhitzen Nitrosamine entstehen können. Der Verzehr von nitrat-
oder nitrithaltigen Lebensmitteln kann gefährlich sein, deshalb ist
es ratsam, beim Kauf die Packungsbeschriftungen genau zu studieren!
Chemische Eigenschaften von Nitraten
Alle Nitrate sind gut
wasserlöslich und spalten beim Erhitzen Sauerstoff
ab. Sie eignen sich aufgrund dieser Eigenschaft als gute Oxidationsmittel.
Die Alkali-Nitrate wandeln sich beim Erhitzen unter Sauerstoffabgabe in
die entsprechenden Nitrite um. Beim Erhitzen von Kaliumnitrat
KNO3 erhält man Kaliumnitrit KNO2
und Sauerstoff:
2 KNO3 
2 KNO2 + O2
Die
anderen Nitrate zerfallen beim Erhitzen in die entsprechenden Oxide, in
Stickstoffdioxid und in Sauerstoff.
Erhitzt man Blei(II)-nitrat, werden
rotbraune, giftige Dämpfe von Stickstoffdioxid frei:
2 Pb(NO3)2
2 PbO + 4 NO2 + O2
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(nur auf CD-ROM)
Beim Erhitzen von Blei(II)-nitrat
entsteht rotbraunes Stickstoffdioxid
Herstellen
von Nitraten
Nitrate lassen sich durch
das Auflösen von Metallen oder Metalloxiden in konzentrierter Salpetersäure
herstellen. Diese Reaktionen verlaufen teilweise sehr heftig und gleichzeitig
werden sehr giftige Gase freigesetzt. Bei der Reaktion von Kupfer
mit Salpetersäure entsteht Kupfer(II)-nitrat:
3 Cu + 8 HNO3
3 Cu(NO3)2 + 4 H2O +
2 NO
Das dabei gebildete Gas
Stickstoffmonooxid NO reagiert sofort mit der Luft weiter zu
Stickstoffdioxid.
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(nur auf CD-ROM)
Bei der Reaktion von
Metallen mit Salpetersäure bilden sich Nitrate und Stickstoffdioxid
Chemischer Nachweis der Nitrate
Der chemische Nachweis
für Nitrate ist relativ kompliziert. Aufgrund der dabei verwendeten
giftigen Reagenzien eignet sich der Versuch weniger für die Schule.
Ein gängiger Nachweis erfolgt mit Lunges Reagenz. Die Reagenz besteht
aus zwei Lösungen, die getrennt aufbewahrt werden. Reagenz 1 ist eine
1%ige Lösung von Sulfanilsäure in 30%iger Essigsäure und
Reagenz 2 eine konzentrierte Lösung von Napthylamin in 30%iger Essigsäure.
Zum Nachweis eines Nitrats gibt man auf eine Tüpfelplatte eine kleine
Menge der Stoffprobe und säuert sie mit verdünnter Salzsäure
an. Danach gibt man je einen Tropfen von Reagenz 1 und 2 hinzu und versetzt
die Mischung mit einigen Milligramm Zinkstaub. Eine langsam sich bildende
Rotfärbung zeigt die Existenz von Nitrat-Ionen an. Bei der Reaktion
wird das Nitrat durch das Zink zu Nitrit reduziert, und in Reaktion mit
den Reagenzien bildet sich ein roter Azofarbstoff.
Weitere Informationen
Düngemittel
Eutrophierung
eines Gewässers
Explosivstoffe
Salpetersäure
