Ion-amonný (NH4 +) vzorec, vlastnosti a použití



amonný iont je kladně nabitý polyatomový kationt, jehož chemický vzorec je NH4+. Molekula není plochá, ale má tvar čtyřstěnu. Čtyři atomy vodíku tvoří čtyři rohy.

Dusík amoniaku má pár nesdílených elektronů schopných přijmout proton (Lewisova báze), a proto je amonný ion tvořen protonací amoniaku podle reakce: NH3 + H+ → NH4+

Amonium je také substituované substituované aminy nebo substituované amoniové kationty. Například methylamoniumchlorid je iontová sůl vzorce CH3NH4Cl, kde je chloridový ion vázán na methylamin.

Amonný ion má vlastnosti velmi podobné těžším alkalickým kovům a je často považován za blízkého příbuzného. Očekává se, že se amoniak bude chovat jako kov při velmi vysokých tlacích, jako například v obřích plynových planetách, jako je Uran a Neptun.

Amonný ion hraje důležitou roli v syntéze proteinů v lidském těle. Stručně řečeno, všechny živé bytosti potřebují bílkoviny, které jsou tvořeny asi 20 různými aminokyselinami. Zatímco rostliny a mikroorganismy mohou syntetizovat většinu aminokyselin z dusíku v atmosféře, zvířata nemohou.

U lidí nemohou být některé aminokyseliny syntetizovány vůbec a musí být konzumovány jako esenciální aminokyseliny.

Jiné aminokyseliny však mohou být syntetizovány mikroorganismy v gastrointestinálním traktu pomocí amonných iontů. Tato molekula je tedy klíčovou postavou v cyklu dusíku a syntéze proteinů.

Index

  • 1 Vlastnosti
    • 1.1 Rozpustnost a molekulová hmotnost
    • 1.2 Vlastnosti kyseliny
    • 1.3 Amonné soli
  • 2 Použití
  • 3 Odkazy

Vlastnosti

Rozpustnost a molekulová hmotnost

Amonný ion má molekulovou hmotnost 18 039 g / mol a rozpustnost 10,2 mg / ml vody (Národní centrum pro biotechnologické informace, 2017). Při rozpouštění amoniaku ve vodě vzniká amonný iont podle reakce:

NH3 + H2O → NH4+ + OH-

To zvyšuje koncentraci hydroxylu v médiu zvyšujícím pH roztoku (Royal Society of Chemistry, 2015).

Vlastnosti kyselé zásady

Amonný ion má pKb 9,25. To znamená, že při pH nad touto hodnotou bude mít kyselé chování a při nižším pH bude mít základní chování.

Například, když rozpouští amoniak v kyselině octové (pKa = 4,76), volný elektronový pár dusíku vezme proton z média zvyšujícího koncentraci hydroxidových iontů podle rovnice:

NH3 + CH3COOH-NH4+ + CH3COO-

Nicméně v přítomnosti silné báze, jako je hydroxid sodný (pKa = 14,93), poskytuje amonný ion v reakci s reakčním prostředkem proton:

NH4+ + NaOH ⇌ NH3 + Na+ + H2O

Závěrem, při pH nižším než 9,25 bude dusík protonován, zatímco při pH vyšším než tato hodnota bude deprotonován. To je velmi důležité pro pochopení titračních křivek a pochopení chování látek, jako jsou aminokyseliny.

Amonné soli

Jednou z nejcharakterističtějších vlastností amoniaku je jeho schopnost spojit se přímo s kyselinami za vzniku solí podle reakce:

NH3 + HX → NH4X

Tudíž s kyselinou chlorovodíkovou tvoří chlorid amonný (NH4Cl); S kyselinou dusičnou, dusičnanem amonným (NH4NE3), s kyselinou uhličitou bude tvořit uhličitan amonný ((NH.)4)2CO3) atd.).

Bylo prokázáno, že dokonale suchý amoniak nebude kombinován s dokonale suchou kyselinou chlorovodíkovou, vlhkost je nezbytná k vyvolání reakce (VIAS Encyklopedie, 2004).

Většina jednoduchých amonných solí je velmi rozpustná ve vodě. Výjimkou je hexachloroplatan amonný, jehož tvorba se používá jako zkouška na amonium. Soli dusičnanu amonného a zejména chloristanu jsou vysoce výbušné, v těchto případech je redukčním činidlem amonium.

V neobvyklém procesu tvoří amonné ionty amalgám. Tyto druhy se připravují elektrolýzou amonného roztoku za použití rtuťové katody. Tento amalgám se nakonec rozkládá na uvolňování amoniaku a vodíku (Johnston, 2014).

Jednou z nejběžnějších amoniových solí je hydroxid amonný, který je jednoduše čpavkem rozpuštěným ve vodě. Tato sloučenina je velmi běžná a vyskytuje se přirozeně v prostředí (ve vzduchu, vodě a půdě) a ve všech rostlinách a zvířatech, včetně lidí..

Použití

Amonium je důležitým zdrojem dusíku pro mnoho druhů rostlin, zejména těch, které rostou na hypoxických půdách. Je však také toxický pro většinu druhů plodin a málokdy se používá jako jediný zdroj dusíku (Databáze, Human Metabolome, 2017).

Dusík (N), vázaný na bílkoviny v mrtvé biomase, je spotřebován mikroorganismy a přeměněn na amonné ionty (NH4 +), které mohou být přímo absorbovány kořeny rostlin (např. Rýže)..

Ionty amonné se obvykle přeměňují na nitritové ionty (NO2-) bakteriemi nitrosomonas, následované druhou konverzí na nitrátové (NO3-) bakteriemi Nitrobacter.

Tři hlavní zdroje dusíku používané v zemědělství jsou močovina, amonium a dusičnan. Biologická oxidace amoniaku na dusičnan je známa jako nitrifikace. Tento proces zvažuje několik kroků a je zprostředkován autotrofními, závaznými aerobními bakteriemi.

V zaplavených půdách je omezena oxidace NH4 +. Močovina se rozkládá enzymem ureázou nebo chemicky hydrolyzuje na amoniak a CO2.

V amoniakálním kroku se amoniak přemění pomocí amoniakálních bakterií na amonný iont (NH4 +). V dalším kroku se amonium přemění nitrifikačními bakteriemi na nitráty (nitrifikace)..

Tato forma, velmi mobilní dusík, je nejčastěji absorbována kořeny rostlin, jakož i mikroorganismy v půdě..

K uzavření dusíkového cyklu se plynný dusík v atmosféře přemění na dusík biomasy bakteriemi Rhizobium, které žijí v kořenových tkáních luštěnin (např. Vojtěška, hrách a fazole) a luštěniny (např. Olše). a cyanobakterií a Azotobacter (Sposito, 2011).

Prostřednictvím amoniaku (NH4 +) mohou vodní rostliny absorbovat a inkorporovat dusík do proteinů, aminokyselin a dalších molekul. Vysoké koncentrace amoniaku mohou zvýšit růst řas a vodních rostlin.

Hydroxid amonný a další amonné soli jsou široce používány při zpracování potravin. Předpisy pro správu potravin a léčiv (FDA) uvádějí, že hydroxid amonný je bezpečný ("obecně uznávaný jako bezpečný" nebo GRAS) jako kvasinkové činidlo, činidlo pro regulaci pH a činidlo pro konečnou úpravu. povrchní v potravinách.

Seznam potravin, ve kterých se hydroxid amonný používá jako přímá potravinářská přídatná látka, je rozsáhlý a zahrnuje pečivo, sýry, čokolády, jiné cukrovinky (např. Bonbóny) a pudinky. Hydroxid amonný se také používá jako antimikrobiální činidlo v masných výrobcích.

Amoniak v jiných formách (např. Síran amonný, alginát amonný) se používá v kořenících, izolátech sójových bílkovin, svačinkách, džemech a želé a nealkoholických nápojích (asociace dusičnanu draselného PNA, 2016)..

Měření amoniaku se používá v RAMBO testu, zvláště použitelném při diagnostice příčin acidózy (test ID: RAMBO amonium, Random, Urine, S.F.). Ledviny regulují vylučování kyseliny a rovnováhu systémové kyseliny.

Změna množství amoniaku v moči je důležitým způsobem, jak ledviny provádět tento úkol. Měření hladiny amoniaku v moči může poskytnout pochopení příčiny změny acidobazické rovnováhy u pacientů.

Množství amoniaku v moči může také poskytnout mnoho informací o denní produkci kyseliny u daného pacienta. Vzhledem k tomu, že většina kyselé zátěže jedince pochází z požitých proteinů, množství amoniaku v moči je dobrým indikátorem příjmu bílkovin ve stravě..

Měření amoniaku v moči může být zvláště užitečná pro diagnostiku a léčbu pacientů s ledvinovými kameny:

  • Vysoké hladiny amoniaku v moči a nízké pH v moči naznačují pokračující gastrointestinální ztráty. Těmto pacientům hrozí riziko vzniku kyseliny močové a oxalátu vápenatého.
  • Malé množství amoniaku v moči a vysoké pH moči svědčí o renální tubulární acidóze. Těmto pacientům hrozí riziko vzniku fosforečnanů vápenatých.
  • Pacienti s kalcium oxalátovými kameny a fosforečnanem vápenatým jsou často léčeni citrátem, aby zvýšili citrát moči (přirozený inhibitor růstu kalcium oxalátu a kalcium fosfátu)..

Nicméně, protože citrát je metabolizován na bikarbonát (báze), tento lék může také zvýšit pH moči. Je-li pH moči při léčbě citrátem příliš vysoké, může se riziko neúmyslného zvýšení hladiny kamenů fosforečnanu vápenatého zvýšit.

Monitorování močoviny amonné je způsob, jak titrovat dávku citrátu a vyhnout se tomuto problému. Dobrá dávka počátečního citrátu je přibližně polovina vylučování amoniaku v moči (v mEq každého).

Účinek této dávky můžete sledovat na hodnoty amoniaku, citrátu a pH moči a na základě odpovědi upravit dávku citrátu. Pokles amoniaku v moči by měl indikovat, zda je současný citrát dostačující k částečnému (ale ne zcela) proti dennímu zatížení kyselinou u tohoto pacienta..

Odkazy

  1. Databáze, lidský metabolome. (2017, 2. března). Zobrazeno metabocard pro Ammonium. Zdroj: hmdb.ca.
  2. Johnston, F. J. (2014). Amonná sůl. obnoveno z accessscience: accessscience.com.
  3. Národní centrum pro biotechnologické informace. (2017, 25. února). PubChem Compound Database; CID = 16741146. Získáno z PubChem.
  4. PNA asociace dusičnanu draselného. (2016). Nitrát (NO3-) versus amonium (NH4 +). získané z kno3.org.
  5. Královská chemická společnost. (2015). Amonný ion. Zdroj: chemspider: chemspider.com.
  6. Sposito, G. (2011, 2. září). Půda Obnoveno z encyklopedie britannica: britannica.com.
  7. ID testu: RAMBO Amoniak, Random, Urine. (S.F.). Obnoveno z encyclopediamayomedicallaboratorie.com.
  8. Encyklopedie VIAS. (2004, 22. prosince). Amonné soli. Obnoveno z encyklopedie vias.org.