Ion-ammónium (NH4 +) képlet, tulajdonságok és felhasználások

az ammóniumion egy pozitív töltésű polimer kation, amelynek kémiai képlete NH₄⁺. A molekula nem lapos, de tetraéder alakú. A négy hidrogénatom alkotja a négy sarkot.

Az ammónia nitrogénének van egy pár nem megosztott elektronja, amely képes elfogadni egy protont (Lewis-bázist), így az ammóniumion az ammónia protonálásával alakul ki a reakció szerint: NH₃ + H⁺ → NH₄⁺

Az ammónium is szubsztituált szubsztituált aminok vagy helyettesített ammónium kationok. Például a metil-ammónium-klorid egy (CH) általános képletű ionos só₃NH₄Cl, ahol a kloridion metil-aminhoz van kötve.

Az ammóniumion tulajdonságai nagyon hasonlítanak a nehezebb alkálifémekhez, és gyakran közeli rokonnak tekintik. Az ammónium várhatóan nagyon magas nyomáson viselkedik, mint például az óriásgáz-bolygók, mint például az Uránusz és a Neptunusz..

Az ammóniumion fontos szerepet játszik az emberi szervezetben a fehérjék szintézisében. Röviden, minden élőlénynek fehérjére van szüksége, amelyek körülbelül 20 különböző aminosavból állnak. Míg a növények és a mikroorganizmusok a nitrogénből a legtöbb aminosavat szintetizálhatják a légkörben, az állatok nem.

Emberek esetében néhány aminosavat egyáltalán nem lehet szintetizálni, és esszenciális aminosavakként kell fogyasztani.

Más aminosavak azonban a gasztrointesztinális traktusban lévő mikroorganizmusok ammóniaionok segítségével szintetizálhatók. Így ez a molekula kulcsfontosságú a nitrogénciklus és a fehérjék szintézisében.

index

• 1 Tulajdonságok
  • 1.1 Oldhatóság és molekulatömeg
  • 1.2 Savas bázis tulajdonságok
  • 1.3 Ammóniumsók
• 2 Használat
• 3 Referenciák

tulajdonságok

Oldhatóság és molekulatömeg

Az ammóniumion molekulatömege 18,039 g / mol, oldhatósága 10,2 mg / ml víz (Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ, 2017). Ammónia vízben való feloldásakor az ammóniumion képződik a reakció szerint:

NH₃ + H₂O → NH₄⁺ + OH^-

Ez növeli a hidroxil koncentrációját az oldat pH-ját növelő közegben (Royal Society of Chemistry, 2015).

Savas bázis tulajdonságai

Az ammónium-ion pKb értéke 9,25. Ez azt jelenti, hogy ezen érték felett a pH savas viselkedést mutat, és alacsonyabb pH-nál lesz egy alapvető viselkedés.

Ha például ammóniát ecetsavban oldunk (pKa = 4,76), akkor a szabad elektron-pár nitrogén protonot vesz a közegből, ami növeli a hidroxidionok koncentrációját az alábbi egyenlet szerint:

NH₃ + CH₃COOH-NH₄⁺ + CH₃COO^-

Erős bázis, például nátrium-hidroxid (pKa = 14,93) jelenlétében azonban az ammónium-ion protonot ad a közegnek a reakció szerint:

NH₄⁺ + NaOH, NH₃ + na⁺ + H₂O

Következésképpen a 9,25-nél alacsonyabb pH-nál a nitrogén protonálódik, míg a pH-nál magasabb, mint ez az érték deprotonálódik. Ez nagyon fontos a titrálási görbék megértéséhez és az anyagok, például aminosavak viselkedésének megértéséhez.

Ammóniumsók

Az ammónia egyik legjellemzőbb tulajdonsága az, hogy közvetlenül a savakkal kombinálva sókat képez a reakció szerint:

NH₃ + HX → NH₄X

Így sósavval ammónium-kloridot (NH) képez₄Cl); A salétromsavval, ammónium-nitráttal (NH₄NO₃), szénsavval ammónium-karbonátot ((NH₄)₂CO₃) stb.

Kimutatták, hogy a tökéletesen száraz ammónia nem lesz tökéletesen száraz sósavval kombinálva, a páratartalom szükséges a reakció kialakításához (VIAS Encyclopedia, 2004).

A legtöbb egyszerű ammóniumsó vízben nagyon jól oldódik. Kivétel az ammónium-hexakloroplatinát, amelynek képződését ammónium tesztként használják. Az ammónium-nitrát és különösen a perklorát sói robbanásveszélyesek, ezekben az esetekben az ammónium a redukálószer.

Szokatlan folyamatban az ammóniumionok amalgámot képeznek. Ezeket a fajokat egy ammónium-oldat higany katód alkalmazásával történő elektrolízisével állítjuk elő. Ez az amalgám végül bomlik az ammónia és a hidrogén felszabadítására (Johnston, 2014).

Az egyik leggyakoribb ammóniumsó az ammónium-hidroxid, amely egyszerűen vízben oldott ammónia. Ez a vegyület nagyon gyakori, és természetesen előfordul a környezetben (levegőben, vízben és talajban), valamint minden növényben és állatban, beleértve az embereket is..

alkalmazások

Az ammónia fontos nitrogénforrás számos növényfaj esetében, különösen azoknál, amelyek a hipoxiás talajokon nőnek. Ugyanakkor mérgező a legtöbb növényfajra is, és ritkán alkalmazzák az egyetlen nitrogénforrásként (Adatbázis, Emberi Metabolóm, 2017).

A halott biomasszában fehérjékhez kötött nitrogént (N) mikroorganizmusok fogyasztják, és ammóniumionokká (NH4 +) alakítják át, amelyek közvetlenül a növények gyökerei által felszívódnak (pl. Rizs)..

Az ammóniumionokat a nitrosomonas baktériumok általában nitritionokká (NO2-) konvertálják, majd Nitrobacter baktériumok után egy második nitráttá (NO3-) alakulnak át..

A mezőgazdaságban használt három fő nitrogénforrás a karbamid, az ammónium és a nitrát. Az ammónium nitráttá történő biológiai oxidációját nitrifikációnak nevezik. Ez a folyamat több lépést is figyelembe vesz, és az autotrofikus, kötelező aerob baktériumok közvetítésével történik.

Elárasztott talajokban az NH4 + oxidációja korlátozott. A karbamidot az ureáz enzim bontja vagy kémiailag hidrolizálja ammóniává és CO2-ra.

Az ammónia-lépésben az ammóniát ammónium-baktériumokkal ammóniumionokká (NH4 +) alakítjuk át. A következő lépésben az ammóniumot nitrifikáló baktériumok alakítják nitráttá (nitrifikáció).

Ezt a formát, a nagyon mozgó nitrogént leggyakrabban a növények gyökerei, valamint a talajban lévő mikroorganizmusok szívják fel.

A nitrogén-ciklus lezárásához a légköri gázhalmazállapotú nitrogént a hüvelyesek (például lucerna, borsó, bab) és hüvelyesek (például éger) gyökérszövetében élő Rhizobium baktériumok alakítják át és a cianobaktériumok és az Azotobacter (Sposito, 2011).

Ammónium (NH4 +) segítségével a vízi növények képesek nitrogént felszívni és beépíteni fehérjékbe, aminosavakba és más molekulákba. A magas ammóniumkoncentráció növelheti az algák és a vízi növények növekedését.

Az ammónium-hidroxidot és más ammóniumsókat széles körben használják az élelmiszer-feldolgozás során. Az FDA (Food and Drug Administration) előírása szerint az ammónium-hidroxid biztonságos ("általánosan biztonságosnak" vagy "GRAS") mint élesztő, pH-szabályozó és befejező szer. felületes az élelmiszerben.

Az olyan élelmiszerek listája, amelyekben az ammónium-hidroxidot közvetlen élelmiszer-adalékanyagként használják, kiterjedt, és magukban foglalják a sült termékeket, sajtokat, csokoládét, egyéb cukrászati ​​termékeket (pl. Cukorka) és pudingokat. Az ammónium-hidroxidot antimikrobiális szerként is alkalmazzák húskészítményekben.

Más formákban lévő ammóniát (pl. Ammónium-szulfát, ammónium-alginát) használnak fűszerek, szójafehérje-izolátumok, snackek, dzsemek és zselék és alkoholmentes italok (PNA kálium-nitrát egyesület, 2016).

Az ammóniummérést a RAMBO tesztben használják, különösen hasznos egy acidózis okának diagnosztizálására (tesztazonosító: RAMBO Ammonium, Random, Urine, S.F.). A vese szabályozza a savkiválasztást és a szisztémás savbázis egyensúlyt.

A vizeletben az ammónium mennyiségének megváltoztatása fontos módja annak, hogy a vesék elvégezzék ezt a feladatot. A vizeletben az ammónium szintjének mérése megértheti a betegek savas bázis egyensúlyának megváltozásának okait.

A vizeletben lévő ammónium mennyisége szintén sok információt szolgáltat a sav napi termeléséről egy adott betegben. Mivel az egyén savterhelésének többsége bevitt fehérjékből származik, a vizeletben lévő ammónium mennyisége jó indikátora a táplálékban lévő fehérje bevitelnek..

A vizeletben végzett ammóniás mérések különösen hasznosak a vesekő betegek diagnosztizálására és kezelésére:

• A vizeletben lévő magas ammóniumszint és az alacsony vizelet pH-érték a gyomor-bélrendszeri veszteségeket jelzi. Ezek a betegek veszélyeztetik a húgysav és a kalcium-oxalát köveket.
• A vizeletben kis mennyiségű ammónium és a vizelet magas pH-értéke vesetubuláris acidózisra utal. Ezek a betegek veszélyeztetik a kalcium-foszfát köveket.
• A kalcium-oxalát kövekkel és kalcium-foszfáttal rendelkező betegeket gyakran citráttal kezelik, hogy növeljék a vizelet citrátját (a kalcium-oxalát és a kalcium-foszfát kristálynövekedésének természetes inhibitora)..

Mivel azonban a citrát bikarbonáttá (bázisként) metabolizálódik, ez a gyógyszer növelheti a vizelet pH-ját is. Ha a vizelet pH-ja túl magas a citrát kezeléssel, a kalcium-foszfát kövek kockázata szándékosan megnőhet.

Az ammónium-vizelet monitorozása a citrát dózis titrálásának módja és a probléma elkerülése. A kezdeti citrát jó adagja a vizeletben lévő ammónium kiválasztásának mintegy fele (mindegyik mEq-ban)..

A dózis hatását a vizelet ammónium-, citrát- és pH-értékére figyelemmel kísérheti, és a válasz alapján határozza meg a citrát adagját. A vizelet-ammónium cseppének jeleznie kell, hogy a jelenlegi citrát elegendő-e ahhoz, hogy részben (de nem teljesen) ellensúlyozza a beteg napi napi terhelését..

referenciák

1. Adatbázis, emberi metabolizmus. (2017. március 2.). Ammónium metabocard megjelenítése. A lap eredeti címe: hmdb.ca.
2. Johnston, F. J. (2014). Ammóniumsó. a accessscience: accessscience.com webhelyen.
3. Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ. (2017. február 25.). PubChem összetett adatbázis; CID = 16741146. A PubChem-ből származik.
4. PNA kálium-nitrát egyesülés. (2016). Nitrát (NO3-) az ammóniummal (NH4 +) szemben. vissza a kno3.org-ból.
5. Királyi Kémiai Társaság. (2015). Ammóniumion. A chemspider-ből származik: chemspider.com.
6. Sposito, G. (2011, szeptember 2). Talajt. A britannica enciklopédiából: britannica.com.
7. Teszt ID: RAMBO Ammonium, Random, Urine. (S. F.). Az enciklopediamayomedicallaboratorie.com webhelyről helyreállították.
8. VIAS Enciklopédia. (2004, december 22.). Ammóniumsók. Az enciklopédia vias.org-ról visszanyert.