化学自习室移动版

氮族元素是与生活密切相关的一族元素，特别是 NaNO₂及磷酸的各种盐，无时无刻不与我们的生活发生联系。

1、NaNO₂使人中毒的机制是怎样的？解毒方法是怎样的？

NaNO₂中的＋ 3价氮不稳定，具有很强的氧化性 (当然也具有还原性，比如被酸性KMnO₄溶液氧化为NO₃^－)，误食过量时，NO₂^－会迅速进入血液，把血 液中的Fe^2＋氧化，使负责运输O₂的血红蛋白转化为 “高铁血红蛋白”，从而丧失运输O₂的能力。所以 NaNO₂中毒的症状为口唇、指甲及全身皮肤、黏膜出现紫绀，同时会发生头晕、乏力、胸闷、心悸、恶心、腹痛等症状，严重时还会危及生命。一般成年人食用0. 2 g NaNO₂就可能出现中毒症状，一次性摄入3 g 以上则可能造成死亡。在怀疑病人发生亚硝酸盐中毒时，应迅速做催吐处理，以免胃里残余的亚硝酸盐继续被血液吸收，然后尽快送医院救治。医疗上一般釆取静脉注射亚甲基蓝的办法救治，利用亚甲基蓝的还原性，将 被NO₂^－氧化的高铁血红蛋白中的铁还原为Fe^2＋，使 其尽快恢复运输的能力。

民间有NaNO₂致癌的说法，其实这并不准确，NaNO₂并不直接导致癌症发生，它进入人体后，与人体内的胺类化合物作用形成的亚硝基胺才是致癌的元凶。美国早年的研究表明，在Vc等还原性维生素存在的条件下，这种转化会被抑制。因此美国规定，肉类制品中(香肠、腊肉、午餐肉罐头等)必须含有质量分数至少为0. 55 g・kg^－1的Vc。

2、为什么剩菜里会有亚硝酸盐？

蔬菜中都含有硝酸盐，如果种植过程中过量施用化肥，可能导致NO₃^－在蔬菜中过量积蓄，蔬菜活体具有新陈代谢能力，体内NO₃^－浓度会维持一定水平，不 会过高，一旦蔬菜的生命力丧失(被炒熟、被腌制)，代谢平衡破坏，它体内的NO₃^－会被维生素C等还原剂 (对于腌菜来说，可能会有酶的促进作用)逐步还原为NO₂^－，所以一段时间内NO₂^－浓度会逐渐升高，一般 在48 h升至最高.其后，由于NO₂^－具有氧化性，会被还原剂进一步还原为N₂等，NO₂^－浓度随着时间的延长而下降，大概2周后可以降低至无毒、无害水平，这就是为什么腌制的泡菜类食品要在2周后方可食用的原因。所以，隔夜剩菜以及新腌制的泡菜等一般不宜食用，以防发生亚硝酸盐中毒。

3、NaNO₂容易使人中毒，为什么还要那么普遍地使用它？

NaNO₂具有十分广泛的用途，如生产上用于染料制备、医药合成、印染业的媒染剂和漂白剂等。由于 NaNO₂具有使肉类制品增色以及抑菌、防腐的作用， 还常常用于熟肉食品的防腐与发色添加剂。另外， NaNO₂作为价格相对便宜的工业盐，过去还被用于建筑业的冬季施工，把它掺入混凝土，可以大大降低水泥砂浆的结冰温度。后因屡次引发工地中毒(工地食堂误用NaNO₂替代食盐)事故，目前一般使用尿素等无毒物质降低混凝土凝固点。有些冬季建成的新房空气检测时会有氨气超标等问题，原因就是尿素缓慢水解释放出了氨气。

对于NaNO₂的使用不必“谈虎色变”，NaNO₂是 合法的食品添加剂，1992年世界卫生组织发布的人体安全摄入NaNO₂的标准为0〜0. 1 mg・kg^－1_。依此标准，一个质量为60 kg 的人，一次摄入NaNO₂不超过 6.0 mg就是安全的，不会造成任何危害。在NaNO₂ 用于食品添加剂时，国家也有明确的限制标准，肉食 中NaNO₂最大使用量是0. 15 g・kg^－1 ，肉类罐头中 NaNO₂残留量不得超过0.05 g・kg^－1 ，其他肉制品中 不得超过0. 03 g・kg^－1_。

有趣的是，NaNO₂虽然有使人中毒的危险，却也 被用作氤化物(CN^－)中毒的急救药品。医疗上发现氰化物中毒时，往往按照中毒程度，给予静脉注射一定 剂量NaNO₂溶液的方法解毒。这是利用了 NO₂^－中＋ 3价氮的氧化性，将剧毒物CN^－中一3价的N元素氧化为N₂。

从NaNO₂的性质和应用可见，化学就是如此神奇的一门科学。

4、关于磷肥加工、施用中的一些问题

磷元素是植物生长必需的元素.磷元素在自然界 主要以磷矿石[Ca₃(PO₄)₂]，氟磷灰石[Ca₅F(PO₄)₃]等形式存在，这2种矿物均不易溶于水，难以被农作物直接吸收。自然状态下，这些矿物借助水、空气中 CO₂等物质的作用，十分缓慢地发生风化、溶解，使得少量磷进入土壤中，供给植物吸收利用。所以，不施用化肥也能够产出庄稼，只是产量极低。

磷酸是三元酸，它可以形成2种酸式盐一磷酸 一氢盐、磷酸二氢盐，其中绝大多数的磷酸二氢盐是易溶于水的。于是人们想到，使磷矿石、磷灰石转化为磷酸二氢盐，提高作物的吸收效率。一般可用浓硫酸处理磷矿石或磷灰石，把所得固体混合物直接用作肥料：

Ca₃(PO₄)₂＋2H₂SO₄=2CaSO₄＋Ca(H₂PO₄)₂，

2Ca₅F(PO₄)₃＋7H₂SO₄=7CaSO₄＋3Ca(H₂PO₄)₂＋2HF↑ .

CaSO₄与Ca(H₂PO₄)₂固体混合物称为“普通过 磷酸钙"，简称“普钙”，也可采用磷酸与磷矿石反应，制取单一成分的 “重过磷酸钙”(简称“重钙”)：

Ca₃(PO₄) 2＋ 4H₃PO₄= 3Ca( H₂PO₄) ₂.

根据各类磷酸盐的性质可知，这些磷肥不宜直接施放到碱性土壤中，因为其中的磷酸二氢钙遇碱易被 转化为难溶性的CaHPO₄或Ca₃(PO₄)₂；同理，这类磷肥也不宜和草木灰等碱性肥料混合施用。

5、在一些食品或饮料配方中，常常看到“三聚磷酸钠”、 “焦磷酸钠”等物质，它们有何作用？

三聚磷酸、焦磷酸都是磷酸分子间脱水的产物：

三聚磷酸钠(Na₅P₃O₁₀).焦磷酸钠(Na₄P₂O₇分别是它们对应的正盐。

首先，根据P₃O₁₀^5－、P₂O₇^4－的结构可以判断，它们很容易与水分子间形成氢键，所以三聚磷酸钠、焦磷酸钠都应该具有吸水、保水的性质，这也是它们用于肉类制品、牙膏等的主要作用。其次，P₃O₁₀^5－、P₂O₇^4－都 能与Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^2＋等离子形成可溶性配合物(螯合物)，故有软化硬水的作用，尤其是三聚磷酸钠曾经作为优良的硬水软化剂，广泛添加于合成洗涤剂 中，结果由于生活污水的大量排放，造成了湖泊、近海水质因“富营养化”(磷是植物营养素，水体富含磷会导致藻类大量繁殖，夜晚呼吸消耗O₂，使鱼和贝类水生动物窒息而恶化，目前已被限制使用。再次， 它们的水解产物为HPO₄^2－，对溶液的酸碱度具有缓冲作用，具有稳定溶液pH的作用，所以三聚磷酸钠、焦磷酸钠常常用于电镀液配制，也被用作商品饮料的添加剂。它们在饮料中还有另外一个重要作用一一乳化作用，P₃O₁₀^5－、P₂O₇^4－等的存在使得饮料中的一些难溶物(脂类、蛋白质等)得以均匀分散开来。

三聚磷酸钠、焦磷酸钠被广泛应用的另一个原因，可能是其水解的最终产物为磷酸根离子(磷酸氢根、磷酸二氢根等)属于无毒、无害物质。