Nitratos (NO3): o que são e para que servem
Nitratos são compostos químicos cuja característica principal é possuir o íon nitrato (NO3−).
Este íon é um ânion, ou seja, tem carga negativa. Ele é também poliatômico, formado por mais de um átomo. No centro do íon, há um átomo de nitrogênio (N). Ligados a ele, existem três átomos de oxigênio (O). Esses átomos de oxigênio são idênticos entre si. As ligações entre o nitrogênio e os oxigênios são do tipo covalente.
A carga total do íon nitrato é -1. Essa carga negativa não fica em um só lugar. Ela se distribui igualmente entre os três átomos de oxigênio. Os elétrons das ligações também não são fixos. Eles se movem e são compartilhados entre o nitrogênio e todos os oxigênios. Esse fenômeno é chamado de ressonância. A ressonância faz com que o íon nitrato seja muito estável, sendo considerados pouco reativo.
Geralmente, os nitratos formam sais. Para isso, o íon negativo NO3− se combina com íons positivos (cátions). Muitos desses cátions são metais, como sódio (Na+) ou potássio (K+). Assim, formam-se sais como o nitrato de sódio (NaNO3). Os nitratos inorgânicos, como esses sais, são os mais comuns.
O nome "nitrato" vem do ácido nítrico (HNO3). Pela regra de nomenclatura da IUPAC, se um ácido termina em "-ico" (como o nítrico), seu ânion termina em "-ato".
Características dos nitratos
Tipos e natureza química
Existem nitratos inorgânicos e orgânicos.
- Inorgânicos: São sais, geralmente formados pela ligação do íon NO3− com um íon metálico positivo. São encontrados na natureza, principalmente, em vegetais verde-escuros.
- Orgânicos: São substâncias geralmente produzidas em laboratório (sintéticos). Quimicamente, são chamados de ésteres do ácido nítrico (fórmula geral RONO2).
Solubilidade em água
Uma característica bem marcante vale para os nitratos inorgânicos: a maioria deles dissolve muito bem em água.
Já os nitratos orgânicos são diferentes: eles geralmente não se dissolvem bem em água (são pouco solúveis).
Estabilidade e reatividade
O íon nitrato (NO3−) possui uma notável estabilidade química, resultado direto do efeito de ressonância em sua estrutura eletrônica. Desse modo, confere ao nitrato pouca reatividade química em condições normais.
Importância, benefícios e aplicações
Os nitratos têm muitos usos importantes e aplicações em diversas áreas, trazendo também benefícios.
Na agricultura como fertilizantes
- Funcionam como fonte de nitrogênio para as plantas e são essenciais para o crescimento das plantas (produção de biomassa). Ajudando as hortaliças a crescerem mais rápido, com folhas maiores e vistosas, pois ajudam na formação de aminoácidos.
- São a base de muitos fertilizantes agrícolas.
Na indústria de alimentos como conservantes e corantes
- Atuam como conservantes, impedindo o crescimento de bactérias perigosas e, também, como fixadores de cor, mantendo a aparência dos produtos.
- Nitratos (como o de sódio) são usados em alimentos processados.
Na medicina como vasodilatadores
- Eles ajudam a relaxar e alargar os vasos sanguíneos.
- São usados para tratar e prevenir síndromes coronarianas (como a angina) e ataques cardíacos.
- Nitratos naturais (da dieta, como da beterraba) também trazem benefícios:
- Podem ajudar a reduzir a pressão arterial.
- Podem melhorar o desempenho esportivo.
- No corpo, convertem-se em óxido nítrico (NO), que auxilia contra problemas cardíacos, diabetes e disfunção erétil.
Em explosivos, propelentes e fogos de artifício
- Nitratos são usados como agentes oxidantes em explosivos, pois oxidam rapidamente compostos de carbono, liberando grandes volumes de gás.
- O nitrato de amônio é um exemplo comum que se decompõe explosivamente com calor intenso.
- Essa mesma propriedade oxidante é usada para:
- Propelentes de foguetes (ex: nitrato de potássio).
- Fabricação e ativação de fogos de artifício.
Onde encontramos nitratos
Os nitratos estão naturalmente presentes no solo. As plantas absorvem os nitratos diretamente do solo onde estão plantadas. Os microrganismos convertem o nitrogênio da atmosfera (N2) em nitrato no processo que faz parte do ciclo natural do nitrogênio na Terra.
Por causa disso, encontramos nitratos em muitos alimentos. Diversos vegetais são fontes naturais de nitratos, como:
- Espinafre: é uma das fontes mais concentradas. O consumo de nitratos do espinafre pode ser bom para a saúde cardiovascular.
- Beterraba: muito conhecida pelo seu alto teor de nitratos. Frequentemente, é usada em sucos e suplementos para ajudar no desempenho de atletas.
- Aipo: também é rico em nitratos. Curiosamente, às vezes é usado na indústria alimentícia como fonte natural de nitratos para carnes processadas.
Outros vegetais que também contêm nitratos incluem: cenoura, rúcula, brócolis, coentro, alface, acelga e manjericão.
Alimentos processados, especialmente carnes, também contêm nitratos. Muitas vezes, eles são adicionados como conservantes. Exemplos incluem: bacon, salame, presunto, salsicha, peito de peru, mortadela e outros tipos de carnes processadas (embutidos).
É bom saber: vegetais cultivados de forma convencional (com fertilizantes sintéticos) podem ter mais nitratos. Já verduras e legumes orgânicos geralmente possuem menos nitratos.
Riscos e preocupações
Apesar de sua importância em várias áreas, o excesso de nitratos no ambiente ou na alimentação pode causar problemas significativos. O nitrato em si é pouco reativo, mas no corpo ele pode ser convertido em nitrito, que é mais reativo e pode ser prejudicial.
Riscos à saúde humana
Metemoglobinemia (ou "Síndrome do Bebê Azul"): este é um risco sério para bebês com menos de seis meses e ocorre principalmente pelo consumo de água com níveis muito altos de nitrato. A criança pode ficar com a pele azulada ("bebê azul"), indicando falta de oxigenação adequada.
Como acontece: Nitrato vira nitrito no corpo. O nitrito oxida o ferro da hemoglobina (de Fe2+ para Fe3+). Isso a transforma em meta-hemoglobina que não consegue se ligar ao oxigênio e transportá-lo.
Potencial ligação com câncer: outra preocupação importante envolve o câncer, especialmente o de intestino.
Como pode acontecer:
- Bactérias no sistema digestivo (incluindo boca e estômago) podem transformar nitrato em nitrito.
- No estômago, o nitrito reage com o ácido gástrico. Se houver aminas presentes (comuns em alimentos ricos em proteína), podem se formar nitrosaminas.
- Nitrosaminas também podem surgir ao cozinhar alimentos ricos em proteína em fogo muito alto (ex: fritar bacon).
Algumas nitrosaminas são consideradas potencialmente cancerígenas, por isso, recomenda-se evitar o consumo exagerado de nitratos vindos de alimentos processados.
Importante: os estudos indicam que nitratos de fontes vegetais não apresentam os mesmos riscos e podem até ter efeitos protetores, inclusive contra alguns tipos de câncer.
Impactos ambientais
Contaminação da água: nitratos são os principais contaminantes de nitrogênio encontrados na água e a fonte principal desse excesso é o uso de fertilizantes na agricultura. No Brasil, esse tipo de contaminação da água por nitratos não é raro, devido ao uso intenso de fertilizantes nas lavouras. Por serem muito solúveis em água, os nitratos infiltram facilmente pelo solo (lixiviação) quando chove ou há irrigação. Assim, eles alcançam e contaminam rios, lagos, poços e lençóis freáticos.
Eutrofização: este é um dos problemas ambientais mais graves causados pelo excesso de nitratos que chegam aos corpos d'água.O excesso desse nutriente funciona como um "super fertilizante" para as algas, provocando seu crescimento exagerado. Quando essa enorme massa de algas morre, sua decomposição por bactérias consome quase todo o oxigênio dissolvido na água, causando a morte de peixes e de muitos outros organismos aquáticos por falta de oxigênio. Isso leva a uma grande degradação da qualidade da água e de todo o ecossistema aquático.
Diferença entre nitrato e nitrito
Embora os nomes sejam muito parecidos, nitrato e nitrito são íons quimicamente diferentes. A principal diferença está na quantidade de oxigênio: o nitrato tem a fórmula NO3− (um nitrogênio e três oxigênios), enquanto o nitrito tem a fórmula NO2− (um nitrogênio e apenas dois oxigênios). Essa pequena diferença na estrutura faz com que o nitrito (NO2−) seja geralmente mais reativo quimicamente do que o nitrato (NO3−). Frequentemente, o nitrato (menos reativo) precisa ser convertido em nitrito (mais reativo), seja no ambiente ou no nosso corpo (por ação de bactérias), para participar de certas reações. Por ser mais reativo, é o nitrito que está diretamente envolvido nos riscos à saúde humana.
Estude também sobre:
Ciclo do Nitrogênio: entenda suas etapas e sua importância
Referências Bibliográficas
FELTRE, Ricardo; Fundamentos da Química, vol. Único, Ed. Moderna, São Paulo/SP – 1990.
RUSSELL, John B.; Química Geral vol.1, São Paulo: Pearson Education do Brasil, Makron Books, 1994.
VIEIRA, Natália. Nitratos (NO3): o que são e para que servem. Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/nitratos-no3-o-que-sao-e-para-que-servem/. Acesso em:
