Ammónium-karbonát tulajdonságai, szerkezete, felhasználása és kockázatai

az ammónium-karbonát egy szervetlen nitrogén só, különösen ammónia, amelynek kémiai képlete (NH₄)₂CO₃. Szintézis módszerekkel dolgozták ki, amelyek közül említésre méltó az ammónium-szulfát és a kalcium-karbonát keverék szublimálása.₄)₂SW₄+ CaCO₃(s) => (NH₄)₂CO₃(s) + CaSO₄(S).

Általában az ammónium- és kalcium-karbonát-sókat egy edényben melegítjük az ammónium-karbonát előállításához. Az ipari módszer, amely ezt a sót tonna termeli, szén-dioxidot vezet át egy ammónium-oldatot tartalmazó, abszorpciós oszlopon, majd desztillációval..

Ammóniumot, szén-dioxidot és vizet tartalmazó gőzök kondenzálódnak, hogy ammónium-karbonát kristályokat képezzenek: 2NH₃(g) + H₂O (l) + CO₂(g) → (NH₄)₂CO₃(S). A reakcióban szénsav képződik, H₂CO₃, a szén-dioxid vízben való feloldása után, és ez a sav a két protonját adja fel, H⁺, két ammónia molekulához.

index

• 1 Fizikai és kémiai tulajdonságok
• 2 Kémiai szerkezet
  • 2.1 Strukturális érdekességek
• 3 Használat
• 4 Kockázatok
• 5 Referenciák

Fizikai és kémiai tulajdonságok

Fehér színű, kristályos és színtelen, erős szagokkal és ammóniás ízekkel. 58 ° C-on olvad, ammóniába, vízbe és szén-dioxidba bomlik: pontosan a fenti kémiai egyenlet, de ellenkező irányban.

Ez a bomlás azonban két lépésben történik: először egy NH molekula szabadul fel₃, ammónium-hidrogén-karbonátot (NH₄HCO₃); és másodszor, ha a fűtés folytatódik, a karbonát aránytalanul nagyobb gáz ammóniát szabadít fel.

Olyan szilárd anyag, amely vízben nagyon jól oldódik és alkoholokban kevésbé oldódik. Hidrogénhidakat képez vízzel, és amikor 5 grammot 100 gramm vízben old, felold egy 8,6 pH-értékű alapoldatot..

A víz magas affinitása higroszkópos szilárd anyaggá teszi (felszívja a nedvességet), ezért nehéz vízmentes formában megtalálni. Valójában a monohidrált formája (NH₄)₂CO₃· H₂O), a leggyakoribb, és elmagyarázza, hogy a só az ammóniagáz hordozója, amely szagot okoz.

A levegőben ammónium-hidrogén-karbonát és ammónium-karbonát (NH) előállítására bomlik₄NH₂CO₂).

Kémiai szerkezet

Az ammónium-karbonát kémiai szerkezetét a felső képen mutatjuk be. Középen a CO anion₃^2-, a lapos háromszög a fekete középponttal és a piros gömbökkel; és mindkét oldalon az ammónium-NH kationok₄⁺ tetraéderes geometriákkal.

Az ammónium-ion geometriáját a hibridizáció magyarázza³ a nitrogénatomot, a hidrogénatomokat (a fehér gömböket) tetraéder formájában rendelve. A három ion közötti kölcsönhatásokat hidrogénkötésekkel (H₃N-H-O-CO₂^2-).

Geometriájának köszönhetően egyetlen anion CO₃^2- legfeljebb három hidrogénhidat alkothat; míg az NH kationok₄⁺ talán a pozitív töltéseik közötti elektrosztatikus elzáródások miatt nem képezhetik a megfelelő négy hidrogénhidat.

Mindezek az interakciók eredménye egy ortorombikus rendszer kristályosodása. Miért olyan higroszkópos és vízben oldódik? A válasz ugyanabban a bekezdésben található: hidrogénhidak.

Ezek a kölcsönhatások felelősek a víz gyors felszívódásáért a vízmentes sóból (NH₄)₂CO₃· H₂O). Ez az ionok térbeli elrendezésében és következésképpen a kristályszerkezetben változik.

Strukturális érdekességek

Olyan egyszerű, mint amilyennek látszik (NH₄)₂CO₃, annyira érzékeny a végtelen átalakulásokra, hogy szerkezete rejtély, amely a szilárd anyag tényleges összetételének függvénye. Ez a szerkezet a kristályokat befolyásoló nyomás függvényében is változik.

Egyes szerzők azt találták, hogy az ionokat a koplanáris láncok közé soroljuk, melyeket hidrogénkötések kötnek össze (azaz egy NH-szekvenciájú lánc).₄⁺-CO₃^2--...) ahol a vízmolekulák valószínűleg csatlakoznak más láncokhoz.

Még inkább, hogy ezek a kristályok a földfelszíni égbolton túlnyúlnak térbeli vagy csillagközi körülmények között? Milyen összetételei vannak a szénsavas fajok stabilitásának szempontjából? Vannak olyan tanulmányok, amelyek megerősítik ezeknek a kristályoknak a nagy stabilitását a bolygó jégtömegeiben és az üstökösökben.

Ez lehetővé teszi számukra, hogy szén-, nitrogén- és hidrogén-tartalékként működjenek, amelyek a napsugárzást követően szerves anyaggá, például aminosavakká alakíthatók..

Ez azt jelenti, hogy ezek a jeges ammónia tömbök lehetnek a "kerék, amely az élet gépét indítja" a kozmoszban. Ezen okok miatt növekszik az asztrobiológia és a biokémia iránti érdeklődés.

alkalmazások

Édesítőszerként használják, mivel melegítéskor szén-dioxidot és ammóniumgázt termel. Ha úgy tetszik, az ammónium-karbonát a korszerű sütőporok prekurzora, és használható sütik és lapos kekszek sütésére..

A sütemények sütésére való használata azonban nem ajánlott. A sütemények vastagsága miatt az ammóniagázok belsejében megmaradnak, és kellemetlen ízűek.

Kifogyasztóként használják, vagyis a hörgők lebontásával enyhíti a köhögést. Fungicid hatású, ezért a mezőgazdaságban használják. Szintén szabályozza az élelmiszerekben jelenlévő savasságot, és a nagynyomású körülmények között a karbamid szerves szintézisében használják, és a hidantoinokat is alkalmazzák..

kockázatok

Az ammónium-karbonát nagyon mérgező. Az emberi lényekben a szájüreg akut irritációja keletkezik, amikor kapcsolatba kerül.

Továbbá, ha lenyelik, gyomor irritációt okoz. Hasonló hatás figyelhető meg az ammónium-karbonátnak kitett szemekben.

A só-bomlási gázok belégzése irritálhatja az orr, a torok és a tüdőt, köhögést és légzési zavarokat okozva.

Az éhgyomri kutyák akut expozíciója 40 mg / kg dózisú ammónium-karbonátra hányást és hasmenést okoz. A legnagyobb ammónium-karbonát-dózis (200 mg / ttkg) általában halálos. A szívkárosodás a halál oka.

Ha nagyon magas hőmérsékletre melegszik, és oxigénnel dúsított levegőben van, mérgező NO gázokat ad ki.₂.

referenciák

1. Pubchem. (2018). Ammónium-karbonát. 2018 március 25-én, a PubChem-ből származik: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Szerves kémiai portál. ((2009-2018)). Bucherer-Bergs reakció. 2018. március 25-én, az Organic Chemistry Portal-tól szerezhető be: www.organic-chemistry.org
3. Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Kémiai reakciók ultra nagy nyomáson: karbamid szintézis szilárd ammónium-karbonátból. A japán fizikai kémia áttekintése, 21: 32-40
4. Fortes, A. D., Wood, I. G., Alfè, D., Hernandez, E. R., Gutmann, M. J. és Sparkes, H. A. (2014). Az ammónium-karbonát-monohidrát szerkezete, hidrogénkötése és hőtágulása. Acta Crystallographica B. szakasz: Strukturális tudományok, kristálymérnöki és anyagok, 70(Pt6), 948-962.
5. Wikipedia. (2018). Ammónium-karbonát. 2018 március 25-én, Wikipédiából származik: en.wikipedia.org
6. A vegyipari vállalat. (2018). A vegyipari vállalat. A Kémiai Vállalat 2018. március 25-én szerezte meg: thechemco.com