Властивості карбонату амонію, структура, застосування та ризики



The карбонат амонію являє собою неорганічну сіль азоту, зокрема аміачну, хімічна формула якої є (NH4)2CO3. Розроблено методами синтезу, серед яких варто згадати використання сублімації суміші сульфату амонію та карбонату кальцію:4)2SO4(s) + CaCO3(s) => (NH4)2CO3(s) + CaSO4s.

Як правило, солі карбонату амонію і кальцію нагрівають в посудині для отримання карбонату амонію. Промисловий метод, який виробляє тонни цієї солі, повинен пропускати вуглекислий газ через абсорбційну колонку, що містить розчин амонію у воді, з подальшою перегонкою.

Пари, що містять амоній, діоксид вуглецю та воду, конденсуються з утворенням кристалів карбонату амонію: 2NH3(g) + H2O (l) + CO2(g) → (NH4)2CO3s Вуглекислоту отримують в реакції H2CO3, після розчинення діоксиду вуглецю у воді, і саме ця кислота дає свої два протони, Н+, до двох молекул аміаку.

Індекс

  • 1 Фізико-хімічні властивості
  • 2 Хімічна структура
    • 2.1 Структурні раритети
  • 3 Використання
  • 4 Ризики
  • 5 Посилання

Фізико-хімічні властивості

Це біла тверда речовина, кристалічна і безбарвна, з сильними запахами і аміачними ароматами. Він плавиться при 58 ° C, розкладаючись на аміак, воду та вуглекислий газ: саме вище хімічне рівняння, але в протилежному напрямку.

Однак це розкладання відбувається у два етапи: спочатку вивільняється молекула NH3, отримання бікарбонату амонію (NH4HCO3); по-друге, якщо нагрівання продовжується, карбонат диспропорційно вивільняє ще більше газоподібний аміак.

Це тверда речовина, дуже розчинна у воді і менш розчинна у спиртах. Він утворює водні мости з водою, і коли він розчиняє 5 грамів у 100 грамах води, він утворює основний розчин з рН близько 8,6.

Його висока спорідненість до води робить його гігроскопічним твердим речовиною (поглинає вологу), і тому важко знайти його в безводній формі. Фактично, його моногідратована форма, (NH4)2CO3· H2O), є найбільш поширеним з усіх і пояснює, як сіль є носієм газоподібного аміаку, що викликає запах.

У повітрі він розкладається для отримання бікарбонату амонію і карбонату амонію (NH4NH2CO2).

Хімічна структура

Хімічна структура карбонату амонію проілюстрована на верхньому зображенні. У середині знаходиться аніон CO32-, плоский трикутник з чорним центром і червоними сферами; і на обох сторонах катіонів NH аммонію4+ з чотиригранною геометрією.

Геометрія іона амонію пояснюється гібридизацією sp3 атома азоту, упорядковуючи атоми водню (білі сфери) навколо нього у вигляді тетраедра. Взаємодії встановлюються між трьома іонами за допомогою водневих зв'язків (Н3N-H-O-CO22-).

Завдяки своїй геометрії, єдиний аніон CO32- вона може утворювати до трьох водневих мостів; при цьому катіони NH4+ можливо, вони не можуть утворити свої відповідні чотири водневі мости через електростатичні відштовхування між своїми позитивними зарядами.

Результатом всіх цих взаємодій є кристалізація орторомбічної системи. Чому він так гігроскопічний і розчинний у воді? Відповідь у тому ж параграфі вище: водневі мости.

Ці взаємодії є відповідальними за швидке поглинання води з безводної солі з утворенням (NH4)2CO3· H2O). Це призводить до зміни просторового розташування іонів, а отже, і в кристалічній структурі.

Структурні раритети

Так само просто, як здається (NH4)2CO3, вона настільки чутлива до нескінченних перетворень, що її структура є таємницею, що підлягає справжньому складу твердого тіла. Ця структура також змінюється в залежності від тиску, який впливає на кристали.

Деякі автори виявили, що іони упорядковані як копланарні ланцюги, пов'язані водневими зв'язками (тобто ланцюг з послідовністю NH).4+-CO32--...) в яких молекули води, ймовірно, служать сполучною ланкою з іншими ланцюгами.

Більш того, як виходять за межі земного неба, як ці кристали в просторових або міжзоряних умовах? Які ваші композиції з точки зору стабільності газованих видів? Існують дослідження, що підтверджують велику стійкість цих кристалів, що потрапили в планетні льодові масиви і комети.

Це дозволяє їм функціонувати як запаси вуглецю, азоту і водню, які, отримуючи сонячну радіацію, можуть бути перетворені в органічний матеріал, такий як амінокислоти..

Тобто ці крижані аміачні блоки можуть бути носіями "колеса, що ініціює механізм життя" в космосі. З цих причин його інтерес до галузі астробіології та біохімії зростає.

Використання

Використовується в якості розпушувача, оскільки при його нагріванні утворюється вуглекислий газ і амонійні гази. Карбонат амонію, якщо хочете, є попередником сучасних порошків для випікання і може бути використаний для випікання печива та плоских печива.

Однак його використання для випікання тортів не рекомендується. Завдяки товщині коржів гази аміаку утримуються всередині і створюють неприємний смак.

Застосовується як відхаркувальний засіб, тобто знімає кашель шляхом розморожування бронхів. Вона має фунгіцидну дію, що використовується з цієї причини в сільському господарстві. Він також є регулятором кислотності, присутньої в харчових продуктах, і використовується в органічному синтезі сечовини в умовах високого тиску, а також гідрантоїнів.

Ризики

Карбонат амонію є високотоксичним. У людини відбувається гостре подразнення ротової порожнини при контакті.

Крім того, при попаданні в організм він викликає подразнення шлунка. Подібна дія спостерігається в очах, що піддаються дії карбонату амонію.

Вдихання газів розпаду солі може викликати роздратування носа, горла і легенів, викликаючи кашель і дихальний дистрес.

Гострий вплив голодуючих собак на карбонат амонію в дозі 40 мг / кг викликає блювоту і діарею. Найбільші дози карбонату амонію (200 мг / кг ваги) зазвичай летальні. Пошкодження серця визначаються як причина смерті.

Якщо він нагрівається до дуже високих температур і в повітрі, збагаченому киснем, він виділяє токсичні NO гази.2.

Список літератури

  1. PubChem. (2018). Карбонат амонію. Отримано 25 березня 2018 р. З PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  2. Портал органічної хімії. ((2009-2018)). Реакція Бучерера-Бергса. Отримано 25 березня 2018 року з порталу органічної хімії: www.organic-chemistry.org
  3. Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Хімічні реакції при надвисокому тиску: синтез сечовини з твердого карбонату амонію. Огляд фізичної хімії Японії, 21: 32-40
  4. Fortes, A.D., Wood, I.G., Alfè, D., Hernandez, E.R., Gutmann, M.J., & Sparkes, H.A. (2014). Структура, водневі зв'язки та термічне розширення моногідрату карбонату амонію. Acta Crystallographica Секція B, Структурна наука, кристалічна інженерія та матеріали, 70(Pt6), 948-962.
  5. Вікіпедія. (2018). Карбонат амонію. Отримано 25 березня 2018 року з Вікіпедії: en.wikipedia.org
  6. Хімічна компанія. (2018). Хімічна компанія. Отримано 25 березня 2018 року від компанії The Chemical Company: thechemco.com