Свойства, структура, использование и риски карбоната аммония

карбонат аммония представляет собой неорганическую азотную соль, особенно аммиачную, химическая формула которой (NH₄)₂Колорадо₃. Он разработан методами синтеза, среди которых стоит упомянуть использование сублимации смеси сульфата аммония и карбоната кальция: (NH₄)₂SW₄(s) + CaCO₃(s) => (NH₄)₂Колорадо₃(s) + CaSO₄(S),.

Обычно соли карбоната аммония и кальция нагревают в сосуде для образования карбоната аммония. Промышленный метод, который производит тонны этой соли, состоит в пропускании углекислого газа через абсорбционную колонну, содержащую раствор аммония в воде, с последующей перегонкой.

Пары, содержащие аммоний, диоксид углерода и воду, конденсируются с образованием кристаллов карбоната аммония: 2NH₃(г) + Н₂O (l) + CO₂(g) → (NH₄)₂Колорадо₃(S). Углекислота образуется в реакции, H₂Колорадо₃, после растворения углекислого газа в воде, и именно эта кислота отдает свои два протона, H⁺, до двух молекул аммиака.

индекс

• 1 Физико-химические свойства
• 2 Химическая структура
  • 2.1 Структурные курьезы
• 3 использования
• 4 риска
• 5 ссылок

Физико-химические свойства

Это белое твердое вещество, кристаллическое и бесцветное, с сильными запахами и аммиачным вкусом. Он плавится при 58 ° C, разлагается на аммиак, воду и углекислый газ: в точности по приведенному выше химическому уравнению, но в противоположном направлении.

Однако это разложение происходит в два этапа: сначала выделяется молекула NH.₃, производство бикарбоната аммония (NH₄HCO₃); и во-вторых, если нагрев продолжается, карбонат диспропорционируется с выделением еще большего количества газообразного аммиака.

Это твердое вещество, хорошо растворимое в воде и менее растворимое в спиртах. Он образует водородные мостики с водой, и когда он растворяет 5 граммов в 100 граммах воды, он генерирует основной раствор с pH около 8,6..

Его высокое сродство к воде делает его гигроскопичным твердым веществом (поглощает влагу), и поэтому трудно найти его в безводной форме. На самом деле, его моногидратированная форма, (NH₄)₂Колорадо₃· H₂О), является наиболее распространенным из всех и объясняет, как соль является носителем газообразного аммиака, который вызывает запах.

В воздухе он разлагается с образованием бикарбоната аммония и карбоната аммония (NH₄Нью-Гемпшир₂Колорадо₂).

Химическая структура

Химическая структура карбоната аммония показана на верхнем изображении. В середине находится анион СО₃^2-, плоский треугольник с черным центром и красными сферами; и с обеих сторон, катионы аммония NH₄⁺ с тетраэдрической геометрией.

Геометрия иона аммония объясняется sp-гибридизацией³ атома азота, упорядочивая атомы водорода (белые сферы) вокруг него в форме тетраэдра. Взаимодействия устанавливаются между тремя ионами посредством водородных связей (Н₃N-H-O-CO₂^2-).

Благодаря своей геометрии, один анион CO₃^2- может образовывать до трех водородных мостиков; в то время как катионы NH₄⁺ возможно, они не могут образовать свои соответствующие четыре водородных мостика из-за электростатических отталкиваний между их положительными зарядами.

Результатом всех этих взаимодействий является кристаллизация орторомбической системы. Почему он так гигроскопичен и растворим в воде? Ответ в том же пункте выше: водородные мосты.

Эти взаимодействия ответственны за быстрое поглощение воды из безводной соли с образованием (NH₄)₂Колорадо₃· H₂О). Это приводит к изменениям в пространственном расположении ионов, и, следовательно, в кристаллической структуре.

Структурные курьезы

Как просто, как это выглядит (NH₄)₂Колорадо₃, он настолько чувствителен к бесконечным преобразованиям, что его структура является загадкой, подверженной истинному составу твердого тела. Эта структура также варьируется в зависимости от давления, которое влияет на кристаллы.

Некоторые авторы обнаружили, что ионы упорядочены в виде копланарных цепочек, связанных водородными связями (т.е. цепочки с NH-последовательностью).₄⁺-Колорадо₃^2--...) в котором молекулы воды могут служить связующим звеном с другими цепями.

Более того, за пределами земного неба, как эти кристаллы находятся в пространственных или межзвездных условиях? Каковы ваши составы с точки зрения стабильности газированных видов? Есть исследования, которые подтверждают большую стабильность этих кристаллов, захваченных в планетарных ледяных массах и кометах..

Это позволяет им функционировать как запасы углерода, азота и водорода, которые, получая солнечную радиацию, могут превращаться в органические вещества, такие как аминокислоты..

То есть эти ледяные аммиачные блоки могут быть носителями «колеса, которое запускает механизм жизни» в космосе. По этим причинам его интерес к области астробиологии и биохимии растет.

приложений

Он используется в качестве разрыхлителя, так как при нагревании образуется углекислый газ и газообразный аммоний. Карбонат аммония, если хотите, является предшественником современных пекарских порошков и может быть использован для выпечки печенья и плоского печенья.

Однако его использование для выпечки тортов не рекомендуется. Из-за толщины кексов аммиачные газы удерживаются внутри и создают неприятный вкус.

Он используется в качестве отхаркивающего средства, то есть облегчает кашель, отшелушивая бронхи. Обладает фунгицидным действием, поэтому используется в сельском хозяйстве. Он также является регулятором кислотности, присутствующей в пищевых продуктах, и используется в органическом синтезе мочевины в условиях высокого давления и гидантоинов..

риски

Карбонат аммония высокотоксичен. Он вызывает у людей острое раздражение полости рта при контакте с самим собой..

Кроме того, если его проглотить, он вызывает раздражение желудка. Аналогичное действие наблюдается в глазах, подвергшихся воздействию карбоната аммония.

Вдыхание газов разложения соли может раздражать нос, горло и легкие, вызывая кашель и дыхательные расстройства.

Острое воздействие на натощак собак карбоната аммония в дозе 40 мг / кг вызывает рвоту и диарею. Самые высокие дозы карбоната аммония (200 мг / кг веса) обычно смертельны. Повреждение сердца указывается как причина смерти.

Если он нагревается до очень высоких температур и в воздухе, обогащенном кислородом, он выделяет токсичные газы NO.₂.

ссылки

1. PubChem. (2018). Карбонат аммония. Получено 25 марта 2018 года из PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Портал органической химии. ((2009-2018)). Реакция Бухерера-Бергса. Получено 25 марта 2018 года с портала органической химии: www.organic-chemistry.org
3. Кияма, Рио; Yanagimoto, Takao (1951) Химические реакции при сверхвысоком давлении: синтез мочевины из твердого карбоната аммония. Обзор физической химии Японии, 21: 32-40
4. Fortes, A.D., Wood, I.G., Alfe, D., Hernandez, E.R., Gutmann, M.J. & Sparkes, H.A. (2014). Структура, водородная связь и термическое расширение моногидрата карбоната аммония. Acta Crystallographica Секция B, Структурные науки, Кристаллическая инженерия и материалы, 70(Pt6), 948-962.
5. Wikipedia. (2018). Карбонат аммония. Получено 25 марта 2018 года из Википедии: en.wikipedia.org
6. Химическая Компания. (2018). Химическая Компания. Получено 25 марта 2018 года от химической компании: thechemco.com