Nitrato é um composto químico formado pelo ânion poliatômico NO₃⁻, amplamente encontrado na natureza e utilizado em diversas aplicações industriais, agrícolas e medicinais. Ele é essencial em muitos processos biológicos, especialmente em plantas, onde atua na absorção de nitrogênio, um nutriente vital para o crescimento. Entre suas características mais importantes está sua solubilidade em água, o que facilita seu transporte no meio ambiente e no corpo humano.
Alimentos ricos em nitrato, como beterrabas, espinafre e aipo, são considerados benéficos para a saúde cardiovascular, pois ajudam na vasodilatação e na redução da pressão arterial. Medicamentos que contêm nitrato são amplamente utilizados no tratamento de doenças cardiovasculares, especialmente para aliviar os sintomas da angina, uma condição que restringe o fluxo sanguíneo para o coração.
Apesar de seus benefícios, o uso inadequado de nitrato pode ser prejudicial. Quando consumido em excesso, especialmente através de alimentos processados ou água contaminada, o nitrato pode se converter em nitrito, que, por sua vez, pode formar compostos cancerígenos chamados nitrosaminas.
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Resumo sobre nitrato
- Nitrato (NO₃⁻) é um íon poliatômico composto por um átomo de nitrogênio (N) ligado covalentemente a três átomos de oxigênio (O), com uma carga total negativa.
- Compostos de nitratos são utilizados como fertilizante, explosivos e medicamentos para tratar insuficiência cardíaca.
- O nitrato é um íon estável devido à ressonância da sua estrutura que apresenta uma geometria trigonal plana, com ângulos de ligação de aproximadamente 120°.
- O nitrato promove uma melhor circulação sanguínea e redução da pressão arterial, porém o consumo excessivo de nitratos pode levar à formação de compostos cancerígenos.
- Vegetais de folhas verdes são fontes naturais ricas em nitrato e em alimentos industrializados; compostos de nitrato são utilizados como conservantes.
- Medicamentos à base de nitrato são utilizados para tratar angina, insuficiência cardíaca, cicatrização, tratamento dentário e infecções oculares.
- O nitrato (NO₃⁻) e nitrito (NO₂⁻) se diferem pela estrutura e pelo estado de oxidação do nitrogênio que tem NOX +5, no nitrato, e NOX +3, no nitrito.
- O nitrato pode se converter em nitrito, causando riscos como câncer. Cuidados com armazenamento e consumo são essenciais para evitar danos.
O que é nitrato?
Nitrato é um íon poliatômico composto por um átomo de nitrogênio (N) ligado covalentemente a três átomos de oxigênio (O), com uma carga total negativa, representado pela fórmula molecular NO₃⁻. O nome "nitrato" tem origem no latim "nitrum", referindo-se ao salitre, um composto de nitrato de potássio encontrado em solos e cavernas. A nomenclatura Iupac segue as regras de oxiânions, em que o sufixo "-ato" indica a forma mais oxidada do nitrogênio, com NOX +5.
O nitrato é o ânion NO₃⁻ e pode se combinar com diferentes cátions para formar compostos. Entre os exemplos mais comuns estão o nitrato de sódio (NaNO₃), utilizado como fertilizante e conservante alimentar, o nitrato de potássio (KNO₃), amplamente empregado na fabricação de pólvora e fertilizantes, e o nitrato de prata (AgNO₃), usado na medicina como agente antimicrobiano e em processos fotográficos.
A formação de compostos de nitrato pode ocorrer por reações de neutralização entre um ácido e uma base, resultando em sal e água. Um exemplo clássico é a reação entre o ácido nítrico (HNO₃) e o hidróxido de sódio (NaOH), que gera nitrato de sódio:
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
Os nitratos são solúveis em água e possuem uma ampla gama de aplicações devido à sua capacidade de liberar o íon NO₃⁻, essencial em processos biológicos e industriais.
Características do nitrato
O nitrato, NO₃⁻, apresenta uma geometria trigonal plana, com ângulos de ligação de aproximadamente 120°, devido à hibridização sp² do átomo central de nitrogênio. Além disso, sua estrutura eletrônica está em ressonância, o que significa que a carga negativa está distribuída igualmente entre os três oxigênios, conferindo maior estabilidade ao íon.
Os compostos de nitrato se formam quando o íon NO₃⁻ se liga a cátions metálicos ou não metálicos. Por exemplo, o nitrato de potássio (KNO₃) é formado pela combinação do íon potássio (K⁺) com o nitrato. A reação de formação do nitrato de potássio pode ser expressa da seguinte maneira:
KOH + HNO3 → KNO3 + H2O
Os compostos de nitrato são geralmente solúveis em água, especialmente os nitratos de metais alcalinos, como o nitrato de sódio (NaNO₃) e o nitrato de potássio (KNO₃). Isso ocorre porque esses sais iônicos interagem fortemente com as moléculas de água, facilitando a dissolução. Já os nitratos de metais de transição podem apresentar menor solubilidade devido à natureza covalente de suas ligações.
Para que serve o nitrato?
O nitrato tem uma ampla gama de aplicações devido às suas propriedades químicas e biológicas. Uma das suas utilizações mais importantes está na agricultura, onde é usado como fertilizante. Compostos como o nitrato de amônio (NH₄NO₃) fornecem nitrogênio, essencial para o crescimento das plantas, aumentando a produtividade agrícola. Esses fertilizantes são solúveis em água, o que facilita a absorção de nutrientes pelo solo e pelas plantas.
Outra aplicação significativa dos nitratos é na indústria de explosivos. O nitrato de amônio, por exemplo, é utilizado na fabricação de explosivos industriais como o ANFO (nitrato de amônio e óleo combustível), muito usado em mineração e construção. Sua capacidade de liberar grandes quantidades de gases ao se decompor o torna ideal para gerar explosões controladas.
Na medicina, os nitratos desempenham um papel crucial no tratamento de doenças cardiovasculares. Medicamentos como a nitroglicerina e o dinitrato de isossorbida são usados para tratar angina e insuficiência cardíaca. Eles funcionam liberando óxido nítrico (NO) no corpo, o que provoca vasodilatação, ou seja, o alargamento dos vasos sanguíneos, aumentando o fluxo sanguíneo e reduzindo a pressão arterial. Além disso, o nitrato de prata (AgNO₃) é utilizado em tratamentos dermatológicos, especialmente para cauterização de feridas e úlceras.
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O que o nitrato pode causar?
Os nitratos oferecem benefícios e malefícios, dependendo de sua origem e de como são ingeridos ou utilizados. Entre os benefícios, estão as propriedades vasodilatadoras que auxiliam no tratamento de doenças cardiovasculares, além de sua importância na fertilização do solo e no crescimento de plantas. Em alimentos como vegetais de folhas verdes, os nitratos são convertidos em óxido nítrico, promovendo uma melhor circulação sanguínea e redução da pressão arterial.
No entanto, o consumo excessivo de nitratos pode ser prejudicial. Em condições inadequadas, como em alimentos processados ou na água potável contaminada, os nitratos podem ser convertidos em nitritos. Esses nitritos, ao reagirem com aminas no corpo, formam nitrosaminas, compostos potencialmente cancerígenos.
Riscos do nitrato
Apesar dos seus benefícios em diversas áreas, o nitrato apresenta riscos consideráveis à saúde e ao meio ambiente se não for manuseado adequadamente. Esses riscos estão principalmente relacionados ao seu potencial de conversão em nitrito (NO₂⁻), um composto que pode ser prejudicial em determinadas condições.
Quando ingerido em grandes quantidades, o nitrato pode ser convertido em nitrito no corpo humano, especialmente no trato gastrointestinal. Por sua vez, o nitrito pode se combinar com aminas presentes em certos alimentos para formar nitrosaminas, compostos potencialmente cancerígenos. Esse processo é mais comum quando se consomem alimentos processados que contenham nitrato como conservante, como carnes curadas e embutidos. Porém, algumas nitrosaminas também podem ser encontradas em medicamentos.
Outro risco é a metahemoglobinemia, uma condição em que o nitrito interfere na capacidade do sangue de transportar oxigênio, levando a sintomas como falta de ar, fadiga e, em casos graves, cianose (coloração azulada da pele). Ela ocorre, em geral, quando há alta concentração de nitrato na água potável, especialmente em áreas agrícolas, onde o uso excessivo de fertilizantes pode contaminar lençóis freáticos.
Os compostos de nitrato são geralmente estáveis em condições normais, mas podem se decompor ou reagir violentamente se expostos a calor, faíscas ou agentes redutores. Por exemplo, o nitrato de amônio (NH₄NO₃), amplamente utilizado como fertilizante, pode ser altamente explosivo se misturado a combustíveis ou submetido a calor intenso. O armazenamento inadequado desse composto pode levar a acidentes graves, como já ocorrido em várias explosões industriais.
Alimentos ricos em nitrato
Os alimentos ricos em nitrato incluem vegetais de folhas verdes, como espinafre, alface, rúcula e aipo, além de beterrabas e rabanetes. Esses alimentos possuem nitrato de origem natural, que, em quantidades moderadas, traz benefícios à saúde cardiovascular.
Em alimentos processados, como embutidos e carnes curadas, o nitrato é adicionado como conservante. No entanto, o nitrato presente nesses produtos tem maior potencial de formar nitrosaminas prejudiciais, especialmente quando expostos a altas temperaturas durante o cozimento.
Medicamentos com nitrato
Os medicamentos à base de nitrato desempenham um papel essencial no tratamento de várias condições cardiovasculares, principalmente devido à sua capacidade de liberar óxido nítrico (NO) no organismo, promovendo a vasodilatação. Essa dilatação dos vasos sanguíneos melhora o fluxo sanguíneo e reduz a pressão arterial, o que é particularmente útil no tratamento de doenças como a angina e a insuficiência cardíaca.
Um dos medicamentos mais comuns é a nitroglicerina, utilizada no tratamento de crises de angina, uma condição em que o suprimento de sangue ao coração é temporariamente reduzido, causando dor no peito. A nitroglicerina pode ser administrada de várias formas, incluindo comprimidos sublinguais, sprays e adesivos transdérmicos, proporcionando alívio rápido ou controle prolongado dos sintomas.
Outro exemplo é o dinitrato de isossorbida e o mononitrato de isossorbida, que também são amplamente usados para tratar a angina e a insuficiência cardíaca. Esses medicamentos atuam de forma semelhante à nitroglicerina, mas podem ser prescritos para uso contínuo, em vez de apenas para alívio imediato.
O nitrato de prata (AgNO₃), por exemplo, é um agente antimicrobiano e cauterizante, utilizado em dermatologia para tratar verrugas, úlceras e na cauterização de pequenos ferimentos, devido às suas propriedades bactericidas.
Além das aplicações cardiovasculares, nitratos são usados na odontologia, como em agentes para tratamento de hipersensibilidade dentinária. O nitrato de potássio (KNO₃), por exemplo, é encontrado em cremes dentais formulados para aliviar a sensibilidade nos dentes. O nitrato também tem um papel importante em algumas soluções oftalmológicas, principalmente na prevenção de infecções oculares.
Nitrato x nitrito
A principal diferença entre nitrato (NO₃⁻) e nitrito (NO₂⁻) está na estrutura e no estado de oxidação do nitrogênio. No nitrato, o nitrogênio tem NOX +5, enquanto no nitrito ele possui NOX +3. Ambos são usados em alimentos e na medicina, mas o nitrito tem maior potencial de formar nitrosaminas em determinadas condições.
Precauções com o nitrato
Para evitar os riscos do nitrato, compostos de nitrato devem ser armazenados em locais frescos, secos e bem ventilados, longe de substâncias combustíveis ou fontes de calor. Containers de nitrato de prata, por exemplo, devem ser mantidos em locais escuros e fechados, pois a exposição à luz pode decompor o composto e reduzir sua eficácia.
No caso de alimentos processados ricos em nitratos, é fundamental que o consumo seja moderado. Além disso, é fundamental que as carnes curadas, em particular, sejam cozidas adequadamente para minimizar a formação de nitrosaminas.
Além disso, é recomendável limitar a ingestão de água com altos níveis de nitrato, especialmente em áreas agrícolas onde a contaminação dos lençóis freáticos é mais comum.
Trabalhadores que manuseiam grandes quantidades de nitratos devem utilizar equipamentos de proteção individual (EPIs) adequados, incluindo máscaras e luvas, para evitar a inalação de poeira ou o contato direto com a pele.
Além disso, os resíduos que contêm nitratos devem ser descartados de forma responsável, pois podem contribuir para a eutrofização de corpos d'água, resultando na proliferação excessiva de algas e no esgotamento do oxigênio dissolvido, afetando a vida aquática.
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Exercícios resolvidos sobre nitrato
Questão 1
(Enem)
Recentemente um estudo feito em campos de trigo mostrou que níveis elevados de dióxido de carbono na atmosfera prejudicam a absorção de nitrato pelas plantas. Consequentemente, a qualidade nutricional desses alimentos pode diminuir à medida que os níveis de dióxido de carbono na atmosfera atingirem as estimativas para as próximas décadas.
BLOOM, A.J. et. al. Nitrate assimilation is inhibited by elevated CO2 in field-grown wheat. Nature Climate Change, n.4, abr. 2014 (adaptado)
Nesse contexto, a qualidade nutricional do grão de trigo será modificada primeiramente pela redução de:
A) amido.
B) frutose.
C) lipídeos.
D) celulose.
E) proteínas.
Resolução:
Alternativa E.
O nitrato absorvido pelas plantas é transformado em íon amônio, que é rapidamente convertido em aminoácidos, como o glutamato, utilizados como blocos de construção das proteínas. Assim, quando há uma menor absorção de nitrato pelas plantas, a produção de proteínas diminui.
Questão 2
(PUC) Uma das maiores preocupações do ser humano é relativa à alimentação. As pessoas desejam alimentos não apenas saborosos, como também saudáveis e seguros. Nesse sentido, conservantes alimentícios desempenham um importante papel. Nitritos e nitratos, por exemplo, são usados em produtos cárneos para impedir a proliferação de bactérias como o Clostridium botulinum, causador de intoxicações alimentares perigosíssimas. Presuntos, salames e linguiças são típicos produtos cárneos conservados com auxílio de nitritos e nitratos. Os nitritos e nitratos conferem a esses produtos uma coloração vermelha ou rosada intensa, que não desaparece mediante aquecimento, ao contrário do que ocorre com carnes frescas, que adquirem cor marrom. Em relação aos nitritos e nitratos, é correto afirmar que:
A) nitrato de sódio é um composto químico ácido.
B) nitrato de sódio e nitrito de sódio são constituídos pelos mesmos elementos.
C) íons nitrato e nitrito são representados, respectivamente, por NO2− e NO3−.
D) íons nitratos são mais reativos do que íons nitrito.
E) nitritos e nitratos são parcialmente removidos de alimentos pela fritura, pois o contato com o azeite solubiliza seus íons.
Resolução:
Alternativa B.
- Alternativa A) - Incorreto. O nitrato de sódio é um sal inorgânico.
- Alternativa B) - Correto. O nitrato de sódio tem fórmula NaNO₃ e o nitrito de sódio, NaNO₂, sendo ambos compostos formados pelos mesmos elementos químicos.
- Alternativa C) - Incorreto. O NO3− é o íon nitrato, enquanto o NO2− é o íon nitrito.
- Alternativa D) - Incorreto. Os íons nitrato são muito estáveis e têm baixa reatividade.
- Alternativa E) - Incorreto. Nitratos e nitritos não são removidos dos alimentos pela fritura. Pelo contrário, durante a fritura, os íons nitrato podem ser convertidos em íons nitrito.
Fontes
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