Nitrato de sodio

¿Qué es el nitrato de sodio?

El nitrato de sodio es un sólido inorgánico cristalino formado por un ion sodio Na⁺ y un ion nitrato NO₃^–. Su fórmula química es NaNO₃. En la naturaleza se encuentra como el mineral nitratina o nitratita, hallado en abundancia en el desierto de Atacama, en Chile, por lo que a este mineral también se le denomina salitre de Chile o caliche.

Es un sólido no combustible, pero que puede acelerar la oxidación o quemado de materiales inflamables. Por esta razón tiene amplio uso en fuegos artificiales, explosivos, fósforos, ladrillos de carbón y en algunos tipos de pesticidas, para eliminar roedores y otros mamíferos pequeños.

La capacidad de favorecer la combustión o encendido de otros materiales hace que deba ser manipulado con mucha precaución. Si se expone a llamas o incendios puede explotar. A pesar de esto, el NaNO₃ se emplea en la industria de los alimentos pues posee propiedades conservantes, especialmente de carnes y algunos tipos de quesos.

Sin embargo, su ingestión en exceso puede causar problemas de salud, especialmente en mujeres gestantes, bebés y niños. Al transformarse en nitritos en el sistema digestivo, puede ocasionar ciertas enfermedades.

Estructura química del nitrato de sodio

El nitrato de sodio está formado por un catión sodio Na⁺ y un anión nitrato NO₃^–.

En el anión nitrato NO₃^– el nitrógeno N posee una valencia de +5 y el oxígeno una valencia de -2. Por esta razón, el anión nitrato posee una carga negativa.

El anión NO₃^– tiene una estructura plana y simétrica, en la cual los tres oxígenos se reparten la carga negativa de manera equitativa o uniforme.

Nomenclatura del nitrato de sodio

• Nitrato de sodio.
• Nitrato sódico.
• Salitre de sodio (del inglés sodium saltpeter).
• Nitro soda (del inglés soda nitre).
• Salitre de Chile.
• Nitrato de Chile.
• Nitratina.
• Nitratita.
• Caliche.

Propiedades del nitrato de sodio

• Apariencia física. Sólido incoloro a blanco, cristales trigonales o romboédricos.
• Peso molecular. 84,995 g/mol.
• Punto de fusión. 308 °C.
• Punto de ebullición. 380 °C (se descompone).
• Densidad. 2,257 g/cm³ a 20 °C.
• Solubilidad. Soluble en agua: 91,2 g/100 g de agua a 25 °C o 1 g en 1,1 mL de agua. Ligeramente soluble en etanol y metanol.
• pH. Las soluciones de nitrato de sodio son neutras, esto es, ni ácidas ni básicas, por lo tanto su pH es 7.
• Otras propiedades. Es un sólido higroscópico, es decir, absorbe agua del ambiente. Su disolución en agua hace que la solución se enfríe, por lo que se dice que este proceso de disolución es endotérmico, en otras palabras, al disolverse absorbe calor del ambiente y por eso la solución se enfría. A temperaturas muy bajas el nitrato de sodio es soluble en amoníaco líquido NH₃, formando NaNO₃·4NH₃ por debajo de -42 °C. El NaNO₃ no es combustible, pero su presencia acelera la combustión de materiales o compuestos que sí lo son. Esto se debe a que al calentarse produce oxígeno O₂, entre otros gases.

Obtención del nitrato de sodio

Se obtiene principalmente por extracción de los depósitos minerales o minas de salitre de Chile (caliche o nitratita). Para ello, se utiliza salmuera y luego se realiza la cristalización y recristalización para obtener cristales de NaNO₃ más puros.

Estas minas están principalmente en Suramérica, al norte de Chile en el desierto de Atacama. Allí se encuentra asociado a nitrato de potasio KNO₃ y a materia orgánica en descomposición.

También se puede obtener haciendo reaccionar ácido nítrico con carbonato de sodio Na₂CO₃ o con hidróxido de sodio NaOH:

2 HNO₃ + Na₂CO₃ → 2 NaNO₃ + CO₂↑ + H₂O

• Presencia en el organismo humano. El nitrato de sodio puede entrar al organismo humano a través de la alimentación y por beber agua que lo contiene. El 60-80% del nitrato ingerido proviene de frutas y vegetales. Una segunda fuente son las carnes curadas. La industria de la carne lo utiliza para prevenir el crecimiento de microbios y retener el color. Sin embargo, una alta proporción del nitrato presente en el cuerpo humano proviene de su síntesis endógena o debida a procesos dentro del organismo.

Usos del nitrato de sodio

• En la industria alimentaria. Se usa como conservante en alimentos, como agente de curado para carnes encurtidas y como agente de retención del color para las carnes. Alimentos que lo pueden contener son tocino, salchichas, jamón y algunos quesos.
• En fertilizantes. Se usa en mezclas fertilizantes, para fertilizar cultivos de tabaco, algodón y vegetales.
• Como promotor o favorecedor de la combustión o explosión. El NaNO₃ se utiliza como oxidante en muchas aplicaciones. Es un sólido rico en oxígeno que facilita el proceso de encendido mediante la producción de O₂. La presencia del NaNO₃ hace que los materiales no requieran oxígeno de fuentes externas para encenderse, pues este suministra suficiente O₂ como para autosostener las reacciones exotérmicas (generadoras de calor) que se producen durante la inflamación o explosión. Se ha utilizado desde hace mucho tiempo como el oxidante principal en materiales pirotécnicos (fuegos artificiales), como componente oxidante en explosivos y agentes de detonación o estallido y como agente propulsor. También se usa para mejorar la combustión de ladrillos de carbón (briquetas), favorecer el encendido en fósforos e incluso para mejorar las propiedades combustibles del tabaco.
• Eliminación de roedores y otros mamíferos. Se usa para un tipo especial de pesticidas. Las composiciones que lo contienen son fumigantes pirotécnicos que se colocan e incendian en madrigueras liberando dosis letales de gases tóxicos. Por esta razón, se utiliza para el control de varios roedores, marmotas, coyotes y zorrillos, en campos abiertos, pastizales, áreas no cultivadas, céspedes y campos de golf.
• En la preparación de otros compuestos. Se usa en la manufactura de ácido nítrico HNO₃, nitrito de sodio NaNO₂, y también actúa como catalizador en la preparación de ácido sulfúrico H₂SO₄. Se emplea en la manufactura de óxido nitroso N₂O y como agente oxidante en la manufactura de compuestos farmacéuticos.
• En la extracción de metales de desechos electrónicos. Ciertos investigadores hallaron que el NaNO₃ facilita la extracción no contaminante de los metales contenidos en desechos de equipos electrónicos (celulares, tablets, computadoras, etc.). Los metales útiles que se pueden extraer de los componentes de estos equipos electrónicos son níquel Ni, cobalto Co, manganeso Mn, cinc Zn, cobre Cu y aluminio Al. La extracción se realiza utilizando solamente una solución de NaNO₃ y un polímero. Y se alcanza un rendimiento del 60%. De esta forma, los desechos electrónicos se pueden reciclar contribuyendo a la minimización de desechos y a la recuperación estable de los recursos.
• En investigaciones sobre salud y ejercicio. Según algunos estudios, la ingestión de suplementos de NaNO₃ o alimentos que lo contengan de forma natural tiene efectos positivos para la salud. Algunos de los alimentos ricos en nitratos son la remolacha, la espinaca y la rúcula. Entre los efectos están mejorar el sistema cardiovascular, reducir la presión sanguínea, mejorar el flujo de la sangre y elevar la cantidad de oxígeno en tejidos que se están ejercitando físicamente. Esto indica que podría considerarse el NaNO₃ como una medicación de bajo costo en la prevención y tratamiento de pacientes con problemas de presión sanguínea. Además, puede servir como ayuda efectiva y natural para aumentar la potencia muscular en atletas.

• Varios. Se emplea como oxidante y agente fundente en la manufactura de vidrios y esmaltes para cerámica. También en cementos especiales. Sirve como agente químico en la recuperación de estaño a partir de metal chatarra, en la coagulación de látex, en la industria nuclear y en el control de la corrosión en sistemas acuosos.

Riesgos del nitrato de sodio

• Peligros de su manipulación. Tiene la propiedad de acelerar la combustión de materiales inflamables. Si se encuentra involucrado en un incendio puede ocurrir una explosión. Cuando se expone de forma prologada al calor o fuego puede explotar, produciéndose óxidos de nitrógeno tóxicos.
• Problemas relacionados con su ingestión con los alimentos o agua. Al ser ingerido, puede convertirse en nitrito tanto en la boca como en estómago e intestinos. El nitrito, al reaccionar con las aminas presentes en algunos alimentos, puede convertirse en nitrosaminas en un medio ácido como el estómago. Las nitrosaminas son cancerígenas. Sin embargo, no ocurre cuando se ingieren frutas y vegetales que contienen nitratos de forma natural. Según algunos estudios, la presencia de altos niveles de nitrato puede producir un trastorno sanguíneo que hace que el oxígeno no se pueda liberar de forma efectiva en los tejidos. Esto puede ocurrir en bebés cuya fórmula láctea se prepara con agua de pozos que contienen nitratos. También se ha observado que los altos niveles de nitrato pueden generar problemas en la gestación de bebés, causando abortos espontáneos, partos prematuros o defectos en el tubo neural de los fetos. Recientemente, se ha encontrado que el nitrato de sodio puede significar un riesgo para el desarrollo del sistema musculoesquelético y se ve afectada la comunicación nervio-músculo en los humanos.

Nitrato de sodio en alimentos

El nitrato de sodio es sinónimo de carnes, pues junto al nitrito, se adicionan a ellas para conservarlas y mejorar su apariencia y sabores. Por su causa, el consumo excesivo de carnes (perros calientes, tocinos, jamones, pescado ahumado, etc.) se ha visto envuelto en el inquietante vínculo de cánceres en todo el sistema digestivo.

Si bien la relación entre carnes tratadas con sales de nitratos-nitritos y el cáncer no es absoluta, se recomienda moderar su ingesta.

Por otro lado, los vegetales (zanahorias, remolachas, rábanos, lechugas, espinacas, etc.) son ricos en NaNO₃ ya que lo han absorbido de los suelos de cultivo debido a su acción fertilizante. La ingesta de estos vegetales, contrariamente al de los productos cárnicos, no se le vincula con las enfermedades citadas.

Esto se debe a dos motivos: la diferencia en los niveles proteicos de tales alimentos, y el modo en cómo se cocinan. Las carnes, al freírse o calentarse a la llama, se promueve la reacción entre los nitratos-nitritos con ciertos grupos de aminoácidos, para producir así nitrosoaminas: los verdaderos agentes cancerígenos.

El contenido de vitamina C, fibra y polifenoles en los vegetales reduce la formación de dichas nitrosoaminas. Es por eso que el NaNO₃ por sí solo no es una amenaza para la alimentación.

Referencias

1. Sodium nitrate. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Fifth Edition. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
3. Jarosz, J. Sodium nitrate decreases agrin-induced acetylcholine receptor clustering. Recuperado de bmcpharmacoltoxicol.biomedcentral.com.
4. Cotton, F.A., Wilkinson, G. Advanced Inorganic Chemistry. Fourth Edition. John Wiley & Sons.
5. Prival, M.J. Cancer. Carcinogens in the Food Chain. In Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (Second Edition). Recuperado de sciencedirect.com.