Vlastnosti uhličitanu amónneho, štruktúra, použitie a riziká



uhličitan amónny "Anorganická soľ dusíka, konkrétne amoniakálna, ktorej chemický vzorec je (NH")4)2CO3. Spracováva sa syntéznymi metódami, medzi ktoré stojí za zmienku použitie sublimácie zmesi síranu amónneho a uhličitanu vápenatého: (NH4)2SW4(s) + CaCO3(s) => (NH4)2CO3(s) + CaSO4(S).

Vo všeobecnosti sa soli amónia a uhličitanu vápenatého zahrejú v nádobe za vzniku uhličitanu amónneho. Priemyselnou metódou, ktorá produkuje tony tejto soli, je prechod oxidu uhličitého cez absorpčnú kolónu obsahujúcu roztok amónia vo vode, po ktorej nasleduje destilácia..

Pary obsahujúce amoniak, oxid uhličitý a vodu kondenzujú za vzniku kryštálov uhličitanu amónneho: 2NH3(g) + H2O (l) + CO2(g) → (NH4)2CO3(S). V reakcii sa pripravuje kyselina uhličitá, H2CO3, po rozpustení oxidu uhličitého vo vode, a to je táto kyselina, ktorá dáva svoje dva protóny, H+, na dve molekuly amoniaku.

index

  • 1 Fyzikálne a chemické vlastnosti
  • 2 Chemická štruktúra
    • 2.1 Štrukturálne zaujímavosti
  • 3 Použitie
  • 4 Riziká
  • 5 Referencie

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Je to biela pevná látka, kryštalická a bezfarebná, so silnými vôňami a amoniakálnymi príchuťami. Topí sa pri 58 ° C a rozkladá sa na amoniak, vodu a oxid uhličitý: presne vyššie uvedená chemická rovnica, ale v opačnom smere.

Tento rozklad sa však uskutočňuje v dvoch krokoch: najprv sa uvoľňuje NH molekula3, výroba hydrogenuhličitanu amónneho (NH4HCO3); a po druhé, ak zahrievanie pokračuje, uhličitan je disproporcionálny a uvoľňuje ešte viac plynného amoniaku.

Je to tuhá látka veľmi rozpustná vo vode a menej rozpustná v alkoholoch. Vytvára vodíkové mosty s vodou a keď sa rozpúšťa 5 gramov v 100 gramoch vody, vytvára zásaditý roztok s pH okolo 8,6..

Jeho vysoká afinita k vode z neho robí hygroskopickú pevnú látku (absorbuje vlhkosť), a preto je ťažké ju nájsť v jej bezvodej forme. V skutočnosti je to jeho monohydrát, (NH4)2CO3H2O), je najbežnejšia zo všetkých a vysvetľuje, ako je soľ nosičom plynného amoniaku, čo spôsobuje zápach.

Vo vzduchu sa rozkladá za vzniku hydrogenuhličitanu amónneho a uhličitanu amónneho (NH4NH2CO2).

Chemická štruktúra

Chemická štruktúra uhličitanu amónneho je znázornená na hornom obrázku. V strede je CO anion32-, plochý trojuholník s čiernym stredom a červenými guľami; a na obidvoch stranách amóniové NH katióny4+ s tetrahedrálnou geometriou.

Geometria amónneho iónu sa vysvetľuje sp hybridizáciou3 atóm dusíka, usporiadanie atómov vodíka (biele guľôčky) okolo neho vo forme tetraedrónu. Interakcie sú stanovené medzi tromi iónmi vodíkovými väzbami (H3N-H-O-CO22-).

Vďaka svojej geometrii, jeden anión CO32- môže tvoriť až tri vodíkové mosty; zatiaľ čo NH katióny4+ Možno, že nemôžu vytvoriť svoje zodpovedajúce štyri vodíkové mosty kvôli elektrostatickým odpudzovaniu medzi ich kladnými nábojmi.

Výsledkom všetkých týchto interakcií je kryštalizácia ortorombického systému. Prečo je tak hygroskopický a rozpustný vo vode? Odpoveď je v tom istom odseku vyššie: vodíkové mosty.

Tieto interakcie sú zodpovedné za rýchlu absorpciu vody z bezvodej soli do formy (NH4)2CO3H2O). To vedie k zmenám v priestorovom usporiadaní iónov, a teda v kryštalickej štruktúre.

Štrukturálne zaujímavosti

Tak jednoduché, ako to vyzerá (NH4)2CO3, je tak citlivá na nekonečné premeny, že jej štruktúra je záhadou, ktorá podlieha skutočnému zloženiu pevnej látky. Táto štruktúra sa tiež mení podľa tlakov, ktoré ovplyvňujú kryštály.

Niektorí autori zistili, že ióny sú usporiadané ako koplanárne reťazce spojené vodíkovými väzbami (tj reťazec s NH sekvenciou).4+-CO32--...), v ktorých molekuly vody pravdepodobne slúžia ako konektory k iným reťazcom.

Ako sa tieto kryštály nachádzajú v priestorových alebo medzihviezdnych podmienkach, presahujúc pozemské nebo? Aké sú vaše kompozície z hľadiska stability druhov sýtených oxidom uhličitým? Existujú štúdie, ktoré potvrdzujú veľkú stabilitu týchto kryštálov zachytených v planétovej ľadovej hmote a kométach.

To im umožňuje fungovať ako zásoby uhlíka, dusíka a vodíka, ktoré môžu byť prijímaním slnečného žiarenia transformované na organické materiály, ako sú aminokyseliny..

To znamená, že tieto ľadové amoniakové bloky by mohli byť nositeľmi „kolesa, ktoré iniciuje stroj života“ vo vesmíre. Z týchto dôvodov rastie jeho záujem o oblasť astrobiológie a biochémie.

aplikácie

Používa sa ako kyslé činidlo, pretože pri jeho ohreve produkuje oxid uhličitý a amónne plyny. Uhličitan amónny je, ak chcete, predchodcom moderných práškov do pečiva a môže byť použitý na pečenie sušienok a plochých sušienok.

Jeho použitie pri pečení koláčov sa však neodporúča. V dôsledku hrúbky koláčov sa amoniakové plyny zadržiavajú vo vnútri a vytvárajú nepríjemnú chuť.

Používa sa ako vykašliavanie, to znamená, že zmierňuje kašeľ odcudzením priedušiek. Má fungicídny účinok, používa sa z tohto dôvodu v poľnohospodárstve. Je tiež regulátorom kyslosti prítomnej v potravinách a používa sa pri organickej syntéze močoviny za podmienok vysokého tlaku a hydantoínov..

riziká

Uhličitan amónny je vysoko toxický. Vytvára v človeku akútne podráždenie ústnej dutiny pri kontakte.

Okrem toho, ak sa požíva, spôsobuje podráždenie žalúdka. Podobný účinok je pozorovaný u očí vystavených uhličitanu amónnemu.

Vdychovanie plynov rozkladajúcich soľ môže dráždiť nos, hrdlo a pľúca, čo spôsobuje kašeľ a dýchacie ťažkosti..

Akútna expozícia psov nalačno voči uhličitanu amónnemu v dávke 40 mg / kg spôsobuje vracanie a hnačku. Najvyššie dávky uhličitanu amónneho (200 mg / kg hmotnosti) sú zvyčajne letálne. Poškodenie srdca je indikované ako príčina smrti.

Ak sa zahrieva na veľmi vysoké teploty a vo vzduchu obohatenom kyslíkom, uvoľňuje toxické plyny NO.2.

referencie

  1. PubChem. (2018). Uhličitan amónny. Získané 25. marca 2018, z PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  2. Portál organickej chémie. ((2009-2018)). Bucherer-Bergsova reakcia. Získané 25. marca 2018 z portálu Organic Chemistry Portal: www.organic-chemistry.org
  3. Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Chemické reakcie pri ultra vysokom tlaku: syntéza močoviny z pevného uhličitanu amónneho. 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). Štruktúra, vodíkové väzby a tepelná rozťažnosť monohydrátu uhličitanu amónneho. Acta Crystallographica Sekcia B, Štrukturálne vedy, kryštálové inžinierstvo a materiály, 70(Pt6), 948-962.
  5. Wikipedia. (2018). Uhličitan amónny. Získané dňa 25. marca 2018, z Wikipédie: sk.wikipedia.org
  6. The Chemical Company. (2018). The Chemical Company. Získané 25. marca 2018 od The Chemical Company: thechemco.com