Vlastnosti uhličitanu amonného, ​​struktura, použití a rizika



uhličitan amonný "Anorganická dusíkatá sůl", konkrétně amoniakální, jejíž chemický vzorec je (NH)4)2CO3. Je zpracován metodami syntézy, mezi nimiž stojí za zmínku použití sublimace směsi síranu amonného a uhličitanu vápenatého: (NH4)2SO4(s) + CaCO3(s) => (NH4)2CO3(s) + CaSO4(s).

Soli amonného a uhličitanu vápenatého se obvykle zahřívají v nádobě za vzniku uhličitanu amonného. Průmyslová metoda, která produkuje tuny této soli, je projít oxidem uhličitým přes absorpční kolonu obsahující roztok amoniaku ve vodě, následovanou destilací..

Výpary obsahující amoniak, oxid uhličitý a vodu kondenzují za vzniku krystalů uhličitanu amonného: 2NH3(g) + H2O (l) + CO2(g) → (NH4)2CO3(s) Při reakci se připravuje kyselina uhličitá, H2CO3, po rozpuštění oxidu uhličitého ve vodě, a to je tato kyselina, která dává své dva protony, H+, na dvě molekuly amoniaku.

Index

  • 1 Fyzikální a chemické vlastnosti
  • 2 Chemická struktura
    • 2.1 Strukturální kuriozity
  • 3 Použití
  • 4 Rizika
  • 5 Odkazy

Fyzikální a chemické vlastnosti

Je to bílá pevná látka, krystalická a bezbarvá, se silnými vůněmi a amoniakální chutí. Rozkládá se při 58 ° C a rozkládá se na amoniak, vodu a oxid uhličitý: přesně výše uvedená chemická rovnice, ale v opačném směru.

K tomuto rozkladu však dochází ve dvou krocích: nejprve se uvolňuje molekula NH3, vyrábějící hydrogenuhličitan amonný (NH4HCO3); a za druhé, pokud zahřívání pokračuje, uhličitan je disproporcionální a uvolňuje ještě více plynného amoniaku.

Je to pevná látka, která je velmi rozpustná ve vodě a méně rozpustná v alkoholech. Vytváří vodíkové můstky s vodou, a když se rozpouští 5 gramů ve 100 gramech vody, vytváří základní roztok s hodnotou pH kolem 8,6..

Jeho vysoká afinita k vodě z něj činí hygroskopickou pevnou látku (absorbuje vlhkost), a proto je těžké ji najít v její bezvodé formě. Ve skutečnosti je to jeho monohydrát, (NH4)2CO3H2O), je nejběžnější ze všech a vysvětluje, jak je sůl nosičem plynného amoniaku, který způsobuje zápach.

Ve vzduchu se rozkládá za vzniku hydrogenuhličitanu amonného a uhličitanu amonného (NH4NH2CO2).

Chemická struktura

Chemická struktura uhličitanu amonného je znázorněna na horním obrázku. Uprostřed je CO anion32-, plochý trojúhelník s černým středem a červenými kuličkami; a na obou stranách amonné amonné kationty4+ s tetrahedrálními geometriemi.

Geometrie amonného iontu je vysvětlena sp hybridizací3 atom dusíku, uspořádání atomů vodíku (bílé koule) kolem něj ve formě tetraedronu. Interakce jsou stanoveny mezi třemi ionty vodíkovými vazbami (H3N-H-O-CO22-).

Díky své geometrii, jeden anion CO32- může tvořit až tři vodíkové mosty; zatímco NH kationty4+ možná nemohou tvořit své odpovídající čtyři vodíkové mosty kvůli elektrostatickým odporům mezi jejich kladnými náboji.

Výsledkem všech těchto interakcí je krystalizace ortorombického systému. Proč je tak hygroskopický a rozpustný ve vodě? Odpověď je ve stejném odstavci výše: vodíkové mosty.

Tyto interakce jsou zodpovědné za rychlou absorpci vody z bezvodé soli do formy (NH4)2CO3H2O). To má za následek změny v prostorovém uspořádání iontů a následně v krystalické struktuře.

Strukturální kuriozity

Tak jednoduché, jak to vypadá (NH4)2CO3, je tak citlivá na nekonečné transformace, že její struktura je záhadou podléhající skutečnému složení pevné látky. Tato struktura se také mění podle tlaků, které ovlivňují krystaly.

Někteří autoři zjistili, že ionty jsou uspořádány jako koplanární řetězce spojené vodíkovými vazbami (tj. Řetězec se sekvencí NH).4+-CO32--...), ve kterých molekuly vody pravděpodobně slouží jako konektory k jiným řetězcům.

A co víc, přesahující pozemské nebe, jak jsou tyto krystaly v prostorových nebo mezihvězdných podmínkách? Jaké jsou vaše kompozice, pokud jde o stabilitu sycených druhů? Existují studie, které potvrzují velkou stabilitu těchto krystalů uvězněných v planetových hmotách a kometách.

To jim umožňuje fungovat jako zásoby uhlíku, dusíku a vodíku, které mohou být přijímány slunečním zářením a transformovány na organické materiály, jako jsou aminokyseliny..

To znamená, že tyto ledové amoniakové bloky mohou být nositeli "kola, které iniciuje stroj života" ve vesmíru. Z těchto důvodů roste jeho zájem o oblast astrobiologie a biochemie.

Použití

Používá se jako kypící prostředek, protože při zahřívání produkuje oxid uhličitý a amonné plyny. Uhličitan amonný je, pokud chcete, předchůdcem moderních prášků do pečiva a může být použit k pečení cukroví a plochých sušenek.

Nedoporučuje se však jeho použití při pečení dortů. Vzhledem k tloušťce koláče se amoniakové plyny zadržují uvnitř a vytvářejí nepříjemnou chuť.

Používá se jako vykašlávání, to znamená, že zmírňuje kašel tím, že uvolňuje průdušky. Má fungicidní účinek, používá se z tohoto důvodu v zemědělství. Je také regulátorem kyselosti přítomné v potravinách a je používán v organické syntéze močoviny za podmínek vysokého tlaku a hydantoinů..

Rizika

Uhličitan amonný je vysoce toxický. Produkuje v člověku akutní podráždění ústní dutiny, když se dostává do kontaktu.

Kromě toho, pokud je požití způsobuje podráždění žaludku. Podobný účinek je pozorován u očí vystavených uhličitanu amonnému.

Vdechování plynů rozkladu soli může dráždit nos, krk a plíce, což způsobuje kašel a dýchací potíže..

Akutní expozice psů nalačno vůči uhličitanu amonnému v dávce 40 mg / kg způsobuje zvracení a průjem. Nejvyšší dávky uhličitanu amonného (200 mg / kg hmotnosti) jsou obvykle letální. Jako příčina smrti je indikováno poškození srdce.

Pokud se zahřeje na velmi vysoké teploty a ve vzduchu obohaceném kyslíkem, vydává toxické plyny NO.2.

Odkazy

  1. PubChem. (2018). Uhličitan amonný. Získal 25. března 2018, od PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  2. Portál organické chemie. ((2009–2018)). Bucherer-Bergsova reakce. Získáno 25. března 2018, z portálu Organic Chemistry Portal: www.organic-chemistry.org
  3. Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Chemické reakce pod ultra vysokým tlakem: syntéza močoviny z pevného uhličitanu amonného. Review of Physical Chemistry of Japan, 21: 32-40
  4. Fortes, A. D., Wood, I.G., Alfè, D., Hernandez, E.R., Gutmann, M.J., & Sparkes, H.A. (2014). Struktura, vodíkové vazby a tepelná roztažnost monohydrátu uhličitanu amonného. Acta Crystallographica Sekce B, Strukturální vědy, Krystalové inženýrství a materiály, 70(Pt6), 948-962.
  5. Wikipedia. (2018). Uhličitan amonný. Citováno dne 25. března 2018, z Wikipedie: en.wikipedia.org
  6. The Chemical Company. (2018). The Chemical Company. Získáno 25. března 2018 od The Chemical Company: thechemco.com