فرضية تجربة الكشف عن النترات

ماهي النترات وأماكن تواجدها

النترات هي مواد ذت شحنات سالبة وتبلغ كتلتها الجزيئية 62.0049 جرام/ مول وصيغتها الكيميائية هي (NO3) والنترات هي أيون متعدد الذرات له صيغة النترات الكيمائية، والنترات هي مواد طبيعية كيميائية توجد حولنا في كل مكان حيث تتواجد في التربة والمياه والهواء وينتجها الجسم ويفرزها في اللعاب، وتستخدم أيضًا كمضيفات غذائية لوقف نمو البكتيريا وتعزيز نكهة ولون الاطعمة، ولكن السؤال هنا أين توجد النترات في الأطعمة؟

توجد النترات بشكل طبيعي في الخضروات بكميات أقل في منتجات الألبان، تتواجد النترات في البنجر والكرفس والخس والفجل والسبانخ وتضاف إلى بعض اللحوم المصنعة مثل اللحم البقري والأسماك لتعزيز لونها ونكهتها كمادة حافظة، كما تتواجد النترات في الخضروات بشكلٍ طبيعي لا يشكل خطرًا، ولكن تكمن المشكلة عند إضافتها إلى اللحوم المصنعة حيث قد يؤدي تناول كميات كبيرة منها إلى خطر الإصابة بمرض سرطان الجهاز الهضمي.

تجربة الكشف عن النترات الفرضية

اختبار اختزال النترات هو اختبار يقيس إنتاج إنزيم يعرف باسم اختزال النترات، وذلك عن طريق البكتيريا التي تستطيع تحويل النترات إلى غازات النيتريت والنيتروجين، وبذلك يتم تمييز أنواع مختلفة من تلك البكتيريا. والهدف الأساسي لهذا الاختبار هو تحديد قدرة الكائن الحي على تحويل النترات إلى نيتريت، وتحديد الطرق المختلفة التي يمكن أن تستخدمها البكتيريا لتحويل النترات. وفيما يلي فرضية اختبار كشف النترات

• يتم تحضير لقاح ثقيل من كائن الاختبار في محلول يحتوي على نترات.
• تقوم الكائنات الحية القادرة على إنتاج إنتاج إنزيم اختزال النترات بتقليل النترات الموجودة في المرق إلى نيتريت، ويمكن بعد ذلك تحويله إلى أكسيد النيتريك أو أكسيد النيتروز أو النيتروجين.
• يعتمد اختبار اختزال النترات في الأساس على اكتشاف النتريت وقدرته على تكوين مركب أحمر عندما يتفاعل مع حمض السلفانيليك لتكوين مركب (حمض النتريك السلفانيليك) الذي يتفاعل بعد ذلك، لإعطاء راسب أحمر (برونتوسيل) وهي صبغة آزو قابلة للذوبان في الماء.
• ينتج عن ذلك  مادة الـ naphthylamine فقط عند وجود النترات في الوسط، ويتم إنتاج اللون الأحمر إذا لم يكن هناك لون أحمر في الوسط بعد إضافة حمض السلفانيليك يعني فقط أن النتريت غير موجود في الوسط.

الكشف عن النترات في التربة والماء

يشكل تراكم ملوثات النيتروجين الحيوية، مثل النترات والنيتريت، في التربة والماء خطرا كبيرا على الصحة العامة للإنسان والنبات. يتم إضافة النيتريت كعامل مضاف في صناعة الأغذية، ولكن يجب أن يتم ذلك بحذر، حيث إن سوء التعامل مع كمية الاستهلاك يمكن أن يؤثر سلبا على الصحة العامة. يتعرض النيتروجين العضوي لعملية أكسدة كيميائية حيوية لتكوين النترات، ولكن يمكن تحويله إلى النيتريت الأكثر سمية عن طريق التخمر الميكروبي. ولذلك، وضعت منظمة الصحة العالمية حدا أقصى لتركيز النيتريت في مياه الشرب. يؤدي زيادة نسبة النترات في النظام البيئي المائي إلى تكاثر الطحالب بشكل مفرط. وبالتالي، يحدث انخفاض في مستوى الأكسجين في الماء ويجعل المنطقة هذه منطقة ميتة.

النيتريت هو عبارة عن أيون نشط في دورة النيتروجين تكون بسبب الأكسدة غير الكاملة للأمونيا أو اختزال النترات، من الممكن أيضًا أن يدخل النيتريت الجسم في صورة نترات ومنها يؤثر على الهيموجلوبين في توصيل الأكسجين إلى الخلايا، لذلك من الشواغل البيئية الرئيسية تحديد وإزالة النيتريت من النظام المائي، وذلك يتم بعدة طرق منها ما يأتي:

• قياس التألق.
• التحليل الطيفي لحقن التدفق.
• الطرق الحركية.
• القياس الحيوي.
• الاستقطاب.

ولكن ليست جميع الطرق فعالة بشكل جيد لأن بعضها يتطلب أدوات مكلفة وإجراءات معقدة، ولكن هناك طريقة تلعب دورا مهما في اكتشاف النتريت والنترات وهي طريقة القياس الطيفي الانتقائي الحساسة جدا، وتعتمد على تقنية الاقتران لتكوين صبغة الآزو التي تعطي لونا للمحلول، وهناك أيضا إجراءات عامة للكشف الطيفي عن النتريت في التربة والماء وفي المختبر

الإجراء العام للكشف عن النيتريت والنترات في التربة يتم كما يلي:

• توضع عينة من التربة المستخلصة بمحلول كربونات الصوديوم في دورق نظيف.
• يتم تصفية العينة ثم نقلها إلى دورق قياسي مع تكرار عملية التصفية عدة مرات وذلك قبل نقلها إلى الدورق.
• تحليل العينة لمعرفة نسبة النترات والنيتريت.

الإجراء العام للكشف الطيفي عن النيتريت في الماء كما يلي:

• يتم جلب قارورة قياسية ثم يتم إضافة عينة النيتريت إليها.
• يتم إضافة مل من كل من حمض السلفانيليك وحمض الهيدروكلوريك.
• تُخلط المكوِّنات جيدًا لمدة دقيقتين ثم تُوضَع في درجة حرارة 5 مئوية.
• يتم إضافة مل من الريزورسينول وهيدروكسيد الصوديوم إلى هذا المزيج.
• ثم تقدم لعمل تمثيل تخطيطي لها.

الكشف عن أيون النترات والنيتريت في المختبر كما يأتي:

تتوفر العديد من الاختبارات المختلفة، ولكن أشهرها اختبار الحلقة البنية. يتم هذا الاختبار عن طريق إضافة حمض الكبريتيك المركز ببطء إلى المحلول، ثم إضافة كبريتات الحديد بحيث يشكل الحمض طبقة أسفل المحلول المائي. وعند تشكل الحلقة البنية عند تقاطع الطبقتين، يتم تلاشيها بالرج أو التسخين، ويكون هذا دليلا على وجود أيون النترات. وفي حالة التفرقة بينها وبين النيتريت، يتم إضافة محلول برمنجنات البوتاسيوم المحمضة بحمض الكبريتيك المركز للمحلول الملحي. وفي حالة زوال اللون البنفسجي للبرمنجنات، يكون الملح نيتريت. وإذا لم يتلاش اللون، يكون الملح نترات.

ماهي فوائد وأضرار النترات

يفقد النيتريت ذرة أكسجين في بعض الأحيان مما يحوله إلى أكسيد النيتريك، وهو جزيء مهم جدًا يؤدي وظائف مختلفة ومتعددة في الجسم، ومع ذلك، يمكن أن يكون سامًا إذا تم تشكيله بكميات كبيرة، وهنا بعض الأضرار والفوائد الناتجة عن النترات

 أضرار النترات ما يأتي:

النترات والنيتريت هما مركبان رئيسيان ولكنهما يشكلان خطرا إذا تم تكوين مادة النيتروسامين، وتتشكل المركبات النتروزامينية عند تسخينها على درجات حرارة عالية. هناك أنواع مختلفة من المركبات النيتروزامينية، والعديد منها يزيد من خطر الإصابة بالسرطان. تتواجد هذه المواد بكميات كبيرة في لحم الخنزير المملح والنقانق واللحوم المصنعة المختلفة التي تحتوي على نيتريت الصوديوم، بالإضافة إلى نسبة عالية من البروتين. يتشكل البروتين أصلا من الأحماض الأمينية عند تعرضه للحرارة العالية. وتكون هذه المركبات أقل بكثير في الخضروات، حيث لا تتعرض لدرجات حرارة عالية مثل اللحوم التي يجب طهيها جيدا. وبالتالي، يمكن استنتاج أن وجود النترات والأحماض الأمينية بكميات كبيرة في اللحوم المصنعة يمكن أن يؤدي إلى تكوين مركبات مسرطنة تسمى النيتروزامينات أثناء الطهي على درجات حرارة عالية.

أشارت الدراسات أيضًا عن فوائد النترات التي تتمثل في العديد من الأمور، ومن فوائد النترات لجسم الإنسان:

أنها من الممكن أن تعزز الأداء البدني للجسم أثناء التمارين حيث يؤدي زيادة النترات في هذا الوقت إلى علو كفاءة الميتوكوندريا المنتجة للطاقة، كما يعتبر جزيء النترات جزئ إشارة، حيث أنه ينتقل عبر جدران الشرايين ويرسل إشارات إلى الخلايا العضلية الدقيقة ليطلب منها الاسترخاء، وعندما تسترخي هذه الخلايا تتمدد الأوعية الدموية وينخفض ضغط الدم، حيث أكدت الدراسات أن ارتفاع ضغط الدم هو عامل أساسي لأمراض القلب والسكتة الدماغية، كما أنه في حالات قصور القلب والذبحة الصدرية يستخدم مقدموا الرعاية الصحية دواء النيتروجلسرين، وهو دواء يحتوي على النترات، حيث يمنع النتروجليسرين ويعكس الذبحة الصدرية، الذبحة الصدرية هي نوع من أنواع ألم الصدر يحدث عندما لا تحصل عضلة القلب على كمية كافية من الأكسجين اللازم، وذلك بسبب انخفاض تدفق الدم.