Nitratos

Os nitratos são uma classe de compostos do elemento nitrogênio caracterizados pela presença do ânion poliatômico NO₃^-. Neste, o número de oxidação do átomo de nitrogênio é igual a +5, o mais alto para esse átomo. O ânion nitrato possui geometria molecular trigonal plana, além de ter três estruturas de ressonância possíveis.

Esses compostos são muito marcados pelo fato de serem totalmente solúveis em água. São empregados na fabricação de fertilizantes e como aditivos de alimentos em produtos cárneos. Embora não sejam necessariamente cancerígenos, reações químicas ou métodos de preparo do alimento podem converter os nitratos presentes em substâncias potencialmente cancerígenas.

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Resumo sobre nitratos

• Os nitratos são uma classe de compostos de nitrogênio.

• Todos os nitratos possuem o ânion NO₃^- em sua constituição.

• Todos os nitratos são solúveis em água.

• São amplamente empregados na fabricação de fertilizantes e como aditivos químicos em produtos cárneos.

• O método de cocção pode converter os nitratos presentes nos alimentos em substâncias cancerígenas, as nitrosaminas.

O que são nitratos?

Nitratos são uma classe específica de compostos inorgânicos do átomo de nitrogênio. São ânions compostos, de fórmula NO₃^-. Nessa forma, o nitrogênio se encontra bastante oxidado, com carga igual a +5.

Tendo uma ligação pi, o nitrato é um ânion estabilizado por ressonância, com três estruturas possíveis, sendo:

Por isso, também é comum ver a estrutura do nitrato com os elétrons pi deslocalizados:

Contudo, no cotidiano, tanto as estruturas de ressonância, com elétrons localizados, quanto a estrutura com os elétrons deslocalizados são aceitas para representar o íon nitrato.

Quais são as características dos nitratos?

Uma característica clássica dos nitratos é que todos os sais de nitrato são solúveis, independentemente da natureza do cátion. Isso é uma consequência de efeitos termodinâmicos que são resultado da baixa proporção carga/raio desse ânion e da sua solvatação.

Além disso, muitos metais produzem nitratos quando atacados por ácido nítrico (HNO₃).

Cu (s) + 4 HNO₃ (conc.) → Cu(NO₃)₂ (aq) + 2 H₂O (l) + 2 NO₂ (g)

Ainda, boa parte dos sais de nitrato se decompõem em óxidos aquecidos, porém os nitratos de prata e mercúrio II produzem os respectivos metais:

2 KNO₃ → 2 KNO₂ + O₂

2 AgNO₃ → 2 Ag + 2 NO₂ + O₂

Para que servem os nitratos?

Sendo o nitrogênio um dos macronutrientes das plantas, junto ao fósforo e potássio, os nitratos possuem grande aplicação no mercado de fertilizantes. O nitrato de amônio (NH₄NO₃) é o mais conhecido agente fertilizante nitrogenado do mercado. É disponibilizado na forma de pequenas esferas brancas, e, como sua solubilidade em água é elevada, a assimilação pelo solo é garantida.

Em altas temperaturas, o nitrato de amônio apresenta uma decomposição altamente exotérmica, por isso o nitrato de amônio se torna um bom candidato para explosivos.

Os nitratos também estão presentes no ciclo global do nitrogênio, sendo essenciais para a produção de moléculas orgânicas nitrogenadas, como aminoácidos, peptídeos e aminas. Nesse ciclo, o nitrato é formado a partir da oxidação do nitrito, por meio das bactérias do gênero Nitrobacter.

Esses elementos possuem ampla aplicabilidade na Farmácia e na Medicina. Seu principal uso está no tratamento para crise de angina, uma condição em que o fluxo de sangue no coração diminui, causando dores no peito.

Na indústria alimentícia, os nitratos, junto aos nitritos (outra forma inorgânica do nitrogênio), são empregados em produtos cárneos para conferir coloração rósea e sabor típico dos produtos curados.

Como antioxidantes, atuam como conservantes e impedem a rancidez, já que são capazes de retardar a oxidação das gorduras presentes. Dentro desses produtos, o nitrato ainda pode ser convertido em nitrito, sendo este muito importante para inibir o crescimento de Clostridium botulinum, uma bactéria causadora de infecção alimentar e também do botulismo.

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Alimentos que possuem nitratos

Como vimos, carnes processadas possuem em sua composição nitratos, dentre elas o presunto, bacon e salame.

Contudo, boa parte da nossa fonte de nitratos vem de legumes e vegetais, pois como são colhidos do solo, acabam tendo grande carga de nitratos por conta dos fertilizantes. Mesmo os alimentos orgânicos, que não recebem cargas de fertilizantes sintéticos, possuem nitrato em sua composição, oriundos de fontes naturais.

A tabela|1| a seguir traz alguns teores de nitrato em diversos alimentos. No caso dos vegetais, as condições de cultivo influenciam bastante no teor.

Precauções com os nitratos

O nitrato de amônio, apesar de não ser inflamável, é um composto cuja decomposição térmica é altamente exotérmica. Por isso, alguns casos de explosão são muito conhecidos ao longo da história, como o que ocorreu no porto da cidade de Beirute, capital do Líbano, no dia 4 de agosto de 2020. Nesse episódio, que teve mais de 100 mortos e 4 mil feridos, nitrato de amônio estava armazenado no local quando um incêndio desencadeou a explosão.

Os nitratos nos alimentos não costumam ser um risco direto, contudo, ao fritar ou assar carnes processadas ricas em nitratos, eles podem ser convertidos em substâncias cancerígenas, as nitrosaminas.

O excesso de ingestão de nitratos pode desencadear metemoglobinemia, uma condição em que há diminuição da capacidade de transporte de gás oxigênio para células e tecidos do nosso corpo. Os sintomas incluem queda da pressão arterial, além de aumento dos batimentos cardíacos, dores de cabeça, cólica abdominal e vômitos. Algumas pessoas, inclusive, chegam a falecer por conta disso.

Exercícios resolvidos sobre nitratos

Questão 1

Nos nitratos, o nitrogênio apresenta o seu maior número de oxidação possível. Ao observar a fórmula do nitrato de prata, AgNO₃, podemos concluir que a maior carga possível para o nitrogênio é então igual a:

A) +1

B) +2

C) +3

D) +4

E) +5

Resolução:

Alternativa E

Sendo a prata um elemento com NOx fixo (igual a +1) e tendo o oxigênio com carga igual a -2, pode-se calcular a carga do nitrogênio ao se igualar o somatório dos NOx a zero, visto que o nitrato de prata é um elemento eletricamente neutro. Assim:

+1 + x + 3(-2) = 0 → x – 5 = 0 → x = +5

Questão 2

Durante o ciclo do nitrogênio, a amônia (NH₃) é convertida a nitrito (NO₂^-), que então é convertida a nitrato (NO₃^-). Quimicamente, podemos classificar esse processo como uma reação de:

A) síntese.

B) decomposição.

C) oxidação.

D) dupla troca

E) simples troca

Resolução:

Alternativa C

Durante o ciclo do nitrogênio, o átomo de nitrogênio nos compostos vai aumentando o seu NOx, sendo igual a -3 na amônia, +3 no nitrito e +5 no nitrato. Assim, configura-se um processo de oxidação.

Notas

|1| WebMD Editorial Contributors. Foods High in Nitrates. WebMD. Disponível aqui.

Crédito de imagem

[1] Ali Chehade / Shutterstock