Структура гидроксида аммония, свойства, номенклатура, применение

гидроксид аммония представляет собой соединение NH молекулярной формулы₄ОН или Н₅НЕ производится растворением газообразного аммиака (NH₃в воде. По этой причине он получает названия аммиачной воды или жидкого аммиака.

Это бесцветная жидкость с очень интенсивным и острым запахом, которая не изолирует. Эти характеристики имеют прямую связь с концентрацией NH₃ растворяется в воде; концентрация, которая на самом деле, будучи газом, может покрывать его огромное количество, растворенное в небольшом объеме воды.

Значительно небольшая часть этих водных растворов состоит из катионов NH.₄⁺ и ОН-анионы^-. С другой стороны, в очень разбавленных растворах или в замороженных твердых веществах при очень низких температурах аммиак можно найти в форме гидратов, таких как: NH₃∙ H₂О, 2НХ₃∙ H₂O и NH₃H 2H₂О.

Любопытно, что облака Юпитера образованы разбавленными растворами гидроксида аммония. Однако космическому зонду Galileo не удалось обнаружить воду в облаках планеты, что можно было бы ожидать из знания того, что известно образование гидроксида аммония; то есть они кристаллы NH₄ОН абсолютно безводный.

Ион аммония (NH₄⁺) вырабатывается в просвете почечных канальцев путем соединения аммиака и водорода, секретируемых клетками почечных канальцев. Аналогичным образом, аммоний вырабатывается в клетках почечных канальцев в процессе превращения глютамина в глутамат и, в свою очередь, при превращении глутамата в α-кетоглутарат..

Аммиак производится промышленным способом по методу Хабера-Боша, в котором газы азота и водорода вступают в реакцию; с использованием иона трехвалентного железа, оксида алюминия и оксида калия в качестве катализаторов. Реакцию проводят при высоких давлениях (150-300 атмосфер) и высоких температурах (400-500 ºC) с выходом 10-20%..

В реакции образуется аммиак, который при окислении производит нитриты и нитраты. Они необходимы при получении азотной кислоты и удобрений, таких как аммиачная селитра.

индекс

• 1 Химическая структура
  • 1.1 Аммиачный лед
• 2 Физические и химические свойства
  • 2.1 Молекулярная формула
  • 2.2 Молекулярный вес
  • 2.3 Внешний вид
  • 2.4 Концентрация
  • 2.5 Запах
  • 2.6 Вкус
  • 2.7 Пороговое значение
  • 2.8 Точка кипения
  • 2.9 Растворимость
  • 2.10 Растворимость в воде
  • 2.11 Плотность
  • 2.12 Плотность пара
  • 2.13 Давление пара
  • 2.14 Коррозионное действие
  • 2,15 рН
  • 2.16 Константа диссоциации
• 3 Номенклатура
• 4 Растворимость
• 5 рисков
  • 5.1 Реакционная способность
• 6 использует
  • 6.1 В еду
  • 6.2 Терапия
  • 6.3 Промышленное и разное
  • 6.4 В сельском хозяйстве
• 7 ссылок

Химическая структура

Как указано в его определении, гидроксид аммония состоит из водного раствора газообразного аммиака. Следовательно, внутри жидкости нет определенной структуры, кроме структуры случайного расположения ионов NH.₄⁺ и ОН^- сольватированные молекулами воды.

Ионы аммония и гидроксила являются продуктами равновесного гидролиза аммиака, поэтому для этих растворов характерен резкий запах:

Нью-Гемпшир₃(г) + Н₂O (l) <=> Нью-Гемпшир₄⁺(ac) + OH^-(Aq)

Согласно химическому уравнению, высокое снижение концентрации воды приведет к смещению равновесия с образованием большего количества аммиака; то есть при нагревании гидроксида аммония пары аммиака будут выделяться.

По этой причине ионы NH₄⁺ и ОН^- им не удается сформировать кристалл в земных условиях, что приводит к тому, что твердое основание NH₄ОН не существует.

Это твердое вещество должно состоять только из ионов, взаимодействующих электростатически (как показано на рисунке).

Аммиачный лед

Однако при температурах значительно ниже 0ºC и в окружении огромных давлений, таких как те, что преобладают в ядрах ледяных лун, аммиак и вода замерзают. При этом они кристаллизуются в твердой смеси с различными стехиометрическими пропорциями, являясь самым простым NH₃∙ H₂O: моногидрат аммиака.

NH₃∙ H₂O и NH₃H 2H₂Или это аммиачный лед, потому что твердое тело состоит из кристаллического расположения молекул воды и аммиака, соединенных водородными связями.

Учитывая изменение T и P, согласно вычислительным исследованиям, которые моделируют все физические переменные и их влияние на этот лед, происходит переход фазы NH₃∙ нН₂Или в фазу NH₄Огайо.

Поэтому только в этих экстремальных условиях NH₄ОН может существовать как продукт протонирования во льду между NH₃ и Н₂O:

Нью-Гемпшир₃(s) + H₂O (s) <=> Нью-Гемпшир₄ОН

Обратите внимание, что на этот раз, в отличие от гидролиза аммиака, участвующие виды находятся в твердой фазе. Аммиачный лед, который становится соленым без выделения аммиака.

Физико-химические свойства

Молекулярная формула

Нью-Гемпшир₄ОН или Н₅НЕТ

Молекулярный вес

35 046 г / моль

внешний вид

Это бесцветная жидкость.

концентрация

Примерно до 30% (для ионов NH₄⁺ и ОН^-).

запах

Очень сильный и острый.

аромат

акр.

Пороговое значение

34 промилле для неспецифического обнаружения.

Точка кипения

38 ºC (25%).

растворимость

Существует только в водном растворе.

Растворимость в воде

Смешивается в неограниченных пропорциях.

плотность

0,90 г / см³ при 25 ºC.

Плотность пара

Относительно воздуха, взятого за единицу измерения: 0,6. То есть он менее плотный, чем воздух. Однако, по логике, указанное значение относится к аммиаку как газу, а не к его водным растворам или NH₄Огайо.

Давление пара

2,160 мм рт.ст. при 25 ºC.

Коррозионное действие

Способен растворять цинк и медь.

pH

11,6 (раствор 1 N); 11,1 (раствор 0,1 N) и 10,6 (0,01 н. раствор).

Константа диссоциации

pKb = 4767; Кб = 1,71 х 10^-5 при 20 ºC

pKb = 4,751; Кб = 1774 х 10^-5 при 25 º C.

Повышение температуры почти незаметно увеличивает основность гидроксида аммония.

номенклатура

Каковы все общие и официальные имена, которые получает NH?₄ОН? Согласно тому, что установлено IUPAC, его название - гидроксид аммония, потому что он содержит гидроксильный анион..

Аммоний по нагрузке +1 является одновалентным, поэтому при использовании номенклатурного запаса он называется: гидроксид аммония (I).

Хотя использование термина гидроксид аммония технически некорректно, поскольку соединение не может быть выделено (по крайней мере, не на Земле, как подробно объясняется в первом разделе).

Кроме того, гидроксид аммония получает названия аммиачной воды и жидкого аммиака.

растворимость

NH₄ОН, поскольку в земных условиях соли нет, невозможно оценить, насколько она растворима в разных растворителях..

Однако можно было бы ожидать, что он будет чрезвычайно растворим в воде, так как при его растворении выделяется огромное количество NH.₃. Теоретически, это был бы удивительный способ хранения и транспортировки аммиака..

Можно ожидать, что в других растворителях, способных принимать водородные связи, таких как спирты и амины, он также будет очень растворим в них. Здесь катион NH₄⁺ является донором водородных мостиков, а ОН^- это работает как.

Примерами этих взаимодействий с метанолом могут быть: H₃N⁺-H - OHCH₃ и HO^- - HOCH₃ (OHCH₃ указывает на то, что кислород получает водородную связь, а не на то, что метильная группа связана с Н).

риски

-При попадании в глаза вызывает раздражение, которое может привести к повреждению глаз.

-Это вызывает коррозию. Поэтому при попадании на кожу может вызывать раздражение, а при высоких концентрациях реагента вызывает ожоги кожи. Повторный контакт гидроксида аммония с кожей может вызвать ее сухость, зуд и покраснение (дерматит).

-Вдыхание аэрозоля с гидроксидом аммония может вызвать острое раздражение дыхательных путей, которое характеризуется удушьем, кашлем или одышкой. Длительное или повторное воздействие вещества может привести к рецидивирующим бронхиальным инфекциям. Кроме того, вдыхание гидроксида аммония может вызвать раздражение легких.

-Воздействие высоких концентраций гидроксида аммония может быть неотложной медицинской помощью, так как может произойти накопление жидкости в легких (отек легких).

-Концентрация 25 частей на миллион была принята за предел воздействия в течение 8-часовой рабочей смены в среде, где работник подвергается вредному действию гидроксида аммония..

реактивность

-Кроме того, из потенциального вреда для здоровья от воздействия гидроксида аммония, есть другие меры предосторожности, которые необходимо учитывать при работе с веществом.

-Гидроксид аммония может вступать в реакцию со многими металлами, такими как: серебро, медь, свинец и цинк. Он также реагирует с солями этих металлов с образованием взрывоопасных соединений и выделяет газообразный водород; который, в свою очередь, является легковоспламеняющимся и взрывоопасным.

-Он может бурно реагировать с сильными кислотами, например: соляной кислотой, серной кислотой и азотной кислотой. Кроме того, он реагирует таким же образом с диметилсульфатом и галогенами.

-Реагирует с сильными основаниями, такими как гидроксид натрия и гидроксид калия, с образованием газообразного аммиака. Это можно проверить, если наблюдается равновесие в растворе, при котором добавление ионов ОН^- сдвигает баланс к образованию NH₃.

-Медные и алюминиевые металлы, а также другие оцинкованные металлы не должны использоваться при работе с гидроксидом аммония из-за его коррозионного воздействия на них..

приложений

В еду

-Он используется в качестве добавки во многих пищевых продуктах, в которых он действует как разрыхлитель, регулятор pH и отделочный агент поверхности пищи..

-Список продуктов, в которых используется гидроксид аммония, обширен и включает выпечку, сыры, шоколад, конфеты и пудинги.

-Гидроокись аммония классифицируется FDA как безопасное вещество для обработки пищевых продуктов при условии соблюдения установленных стандартов..

-В мясных продуктах он используется в качестве антимикробного агента, способного уничтожать бактерии, такие как кишечная палочка, и снижать его до неопределяемого уровня. Бактерия обнаружена в кишечнике крупного рогатого скота, адаптируясь к кислой среде. Гидроксид аммония, регулируя рН, препятствует росту бактерий.

терапевтический

-Гидроксид аммония имеет несколько терапевтических применений, в том числе:

-10% раствор используется как стимулятор дыхательного рефлекса

-Внешне он используется на коже для лечения укусов и укусов насекомых. Он действует на пищеварительную систему как антацидное и ветрогонное средство, то есть помогает устранять газы..

Кроме того, он используется в качестве местного средства для лечения острых и хронических мышечно-скелетных болей. Как следствие рубцового действия гидроксида аммония наблюдается местное усиление кровотока, покраснение и раздражение.

Промышленное и разное

-Он действует в сокращении NOx (высокореактивных газов, таких как оксид азота (NO) и диоксид азота (NO)₂)) для дымовых выбросов и сокращения выбросов NOx в дымовых трубах.

-Используется в качестве пластифицирующего агента; Добавка красок и для обработки поверхностей.

-Это увеличивает пористость волос, позволяя пигментам пятен иметь большее проникновение, что обеспечивает лучший результат.

-Гидроксид аммония используется в качестве антимикробного агента при очистке сточных вод. Кроме того, он вмешивается в синтез хлорамина. Это вещество выполняет функцию, аналогичную хлору, при очистке воды в плавательном бассейне, имея преимущество в том, что она менее токсична..

-Используется в качестве ингибитора коррозии в процессе переработки нефти..

-Он используется в качестве чистящего средства в различных промышленных и коммерческих продуктах, используемых на нескольких поверхностях, в том числе: нержавеющая сталь, фарфор, стекло и духовка..

-Кроме того, он используется в производстве моющих средств, мыла, фармацевтических препаратов и чернил.

В сельском хозяйстве

Гидроксид аммония, хотя и не применяется непосредственно в качестве удобрения, выполняет эту функцию. Аммиак производится из атмосферного азота по методу Хабера-Боша и транспортируется в холодильнике ниже точки кипения (-33 ° С) к местам его использования.

Аммиак под давлением впрыскивается в виде пара в почву, где он немедленно вступает в реакцию с эдафической водой и переходит в форму аммония (NH₄⁺), который сохраняется в местах катионного обмена почвы. Кроме того, производится гидроксид аммония. Эти соединения являются источником азота.

Вместе с фосфором и калием азот составляет триаду основных питательных веществ растений, необходимых для его роста..

ссылки

1. Ganong, W.F. (2002). Медицинская физиология. 19-е издание. Редакция Современное руководство.
2. A. D. Fortes, J. P. Brodholt, I. G. Wood и L. Vocadlo. (2001). Первоначальное моделирование моногидрата аммиака (NH₃∙ H₂О) и гидроксид аммония (NH₄ОН). Американский институт физики. J. Chem. Phys., Vol. 115, No. 15, 15.
3. Хельменстин, Анна Мари, доктор философии (6 февраля 2017 г.) Факты о гидроксиде аммония. Получено с: мысли
4. Группа Почтека. (2015). Гидроксид аммония. pochteca.com.mx
5. Нью-Джерси Здоровье (Н.Д.). Информационный бюллетень по опасным веществам: гидроксид аммония. [PDF]. Получено от: nj.gov
6. Учитель химии. (2018). Гидроксид аммония. Получено от: chemlearner.com
7. PubChem. (2018). Гидроксид аммония. Получено из: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov