Štruktúra hydroxidu amónneho, vlastnosti, názvoslovie, použitia

hydroxid amónny je zlúčenina NH molekulového vzorca₄OH alebo H₅NIE sa vyrába rozpúšťaním plynného amoniaku (NH₃) vo vode. Z tohto dôvodu prijíma názvy čpavkovej vody alebo kvapalného amoniaku.

Je to bezfarebná kvapalina s veľmi intenzívnym a ostrým zápachom, ktorý nie je izolujúci. Tieto charakteristiky majú priamy vzťah s koncentráciou NH₃ rozpustené vo vode; Koncentrácia, ktorá je v skutočnosti plynom, môže pokrývať obrovské množstvá rozpustené v malom objeme vody.

Značne malá časť týchto vodných roztokov pozostáva z NH katiónov₄⁺ a OH anióny^-. Na druhej strane vo veľmi zriedených roztokoch alebo v zmrazených tuhých látkach pri veľmi nízkych teplotách sa amoniak nachádza vo forme hydrátov, ako napríklad: NH₃∙ H₂0, 2NH₃∙ H₂O a NH₃∙ 2H₂O.

Zaujímavosťou je, že oblaky Jupitera tvoria zriedené roztoky hydroxidu amónneho. Vesmírna sonda Galileo však nenašla vodu v oblakoch planéty, čo by sa dalo očakávať na základe poznatkov, že tvorba hydroxidu amónneho je známa; to znamená, že sú to kryštály NH₄OH úplne bezvodý.

Amónny ión (NH₄⁺) sa produkuje v renálnom tubulárnom lumene spojením amoniaku a vodíka, vylučovaného renálnymi tubulárnymi bunkami. Podobne sa v renálnych tubulárnych bunkách v procese transformácie glutamínu na glutamát produkuje amónium a pri konverzii glutamátu na a-ketoglutarát..

Čpavok sa vyrába priemyselne metódou Haber-Bosch, v ktorej reagujú dusíkové a vodíkové plyny; s použitím železitého iónu, oxidu hlinitého a oxidu draselného ako katalyzátorov. Reakcia sa uskutočňuje pri vysokých tlakoch (150 až 300 atmosfér) a vysokých teplotách (400 až 500 ° C) s výťažkom 10 až 20%..

Pri reakcii vzniká amoniak, ktorý pri oxidácii produkuje dusitany a dusičnany. Sú nevyhnutné pri získavaní kyseliny dusičnej a hnojív, ako je dusičnan amónny.

index

• 1 Chemická štruktúra
  • 1.1 Amoniakálny ľad
• 2 Fyzikálne a chemické vlastnosti
  • 2.1 Molekulový vzorec
  • 2.2 Molekulová hmotnosť
  • 2.3 Vzhľad
  • 2.4 Koncentrácia
  • 2.5 Vôňa
  • 2.6 Chuť
  • 2.7 Prahová hodnota
  • 2.8 Teplota varu
  • 2.9 Rozpustnosť
  • 2.10 Rozpustnosť vo vode
  • 2.11 Hustota
  • 2.12 Hustota pár
  • 2.13 Tlak pary
  • 2.14 Korózne pôsobenie
  • 2,15 pH
  • 2.16 Disociačná konštanta
• 3 Nomenklatúra
• 4 Rozpustnosť
• 5 Riziká
  • 5.1 Reaktivita
• 6 Použitie
  • 6.1 V potravinách
  • 6.2 Terapeutiká
  • 6.3 Priemyselné a rôzne
  • 6.4 V poľnohospodárstve
• 7 Referencie

Chemická štruktúra

Ako je uvedené v jeho definícii, hydroxid amónny pozostáva z vodného roztoku plynného amoniaku. Preto v kvapaline nie je definovaná iná štruktúra, než je štruktúra náhodného usporiadania iónov NH₄⁺ a OH^- solvatované molekulami vody.

Amóniové a hydroxylové ióny sú produkty rovnováhy hydrolýzy amoniaku, takže je bežné, že tieto roztoky majú prenikavý zápach:

NH₃(g) + H₂O (l) <=> NH₄⁺(ac) + OH^-(Aq)

Podľa chemickej rovnice by vysoký pokles koncentrácie vody posunul rovnováhu na tvorbu viac amoniaku; keď sa hydroxid amónny zahrieva, pary amoniaku sa uvoľnia.

Z tohto dôvodu ióny NH₄⁺ a OH^- nedokážu vytvoriť kryštál v pozemských podmienkach, čo prináša podobný dôsledok, že pevný základ NH₄OH neexistuje.

Táto pevná látka by sa mala skladať iba z iónov, ktoré interagujú elektrostaticky (ako je znázornené na obrázku)..

Amoniakálny ľad

Avšak pri teplotách hlboko pod 0 ° C a obklopených enormnými tlakmi, ako sú tie, ktoré prevládajú v jadrách ľadových mesiacov, amoniaku a zamrznutia vody. Pritom kryštalizujú v pevnej zmesi s rôznymi stechiometrickými pomermi, čo je najjednoduchší NH₃∙ H₂O: monohydrát amoniaku.

NH₃∙ H₂O a NH₃∙ 2H₂Alebo sú to amoniakálny ľad, pretože tuhá látka pozostáva z kryštalického usporiadania molekúl vody a amoniaku spojených vodíkovými väzbami.

Vzhľadom na zmenu T a P, podľa výpočtových štúdií, ktoré simulujú všetky fyzikálne premenné a ich účinky na tieto ľady, dochádza k prechodu NH fázy.₃H nH₂Alebo do fázy NH₄OH.

Preto len v týchto extrémnych podmienkach, NH₄OH môže existovať ako produkt protonácie v ľade medzi NH₃ a H₂O:

NH₃(s) + H₂O (s) <=> NH₄OH (s)

Všimnite si, že tentoraz, na rozdiel od hydrolýzy amoniaku, sú príslušné druhy v pevnej fáze. Amoniakálny ľad, ktorý sa stáva slaným bez uvoľňovania amoniaku.

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Molekulový vzorec

NH₄OH alebo H₅NO

Molekulová hmotnosť

35,046 g / mol

vzhľad

Je to bezfarebná kvapalina.

sústredenie

Až približne 30% (pre NH ióny₄⁺ a OH^-).

vône

Veľmi silný a ostrý.

príchuť

aker.

Prahová hodnota

34 ppm pre nešpecifickú detekciu.

Teplota varu

38 ° C (25%).

rozpustnosť

Existuje len vo vodnom roztoku.

Rozpustnosť vo vode

Miešateľné v neobmedzenom pomere.

hustota

0,90 g / cm³ pri 25 ° C.

Hustota pár

Relatívna vzhľadom na vzduch ako jednotku: 0,6. To znamená, že je menej hustá ako vzduch. Avšak logicky uvedená hodnota sa týka amoniaku ako plynu, nie jeho vodných roztokov alebo NH₄OH.

Tlak pary

2,160 mmHg pri 25 ° C.

Korózne pôsobenie

Je schopný rozpúšťať zinok a meď.

pH

11,6 (roztok 1 N); 11,1 (roztok 0,1 N) a 10,6 (0,01 N roztok).

Disociačná konštanta

pKb = 4 767; Kb = 1,71 x 10^-5 pri 20 ° C

pKb = 4,751; Kb = 1,774 x 10^-5 pri 25 ° C.

Zvýšenie teploty takmer nezanedbateľne zvyšuje zásaditosť hydroxidu amónneho.

názvoslovie

Aké sú spoločné a oficiálne mená, ktoré NH prijíma?₄OH? Podľa toho, čo stanovuje IUPAC, jeho názov je hydroxid amónny, pretože obsahuje hydroxylový anión.

Amoniak svojím zaťažením +1 je monovalentný, dôvod, prečo sa používa nomenklatúra Zásoba, ktorá sa nazýva: hydroxid amónny (I).

Hoci použitie termínu hydroxid amónny je technicky nesprávne, pretože zlúčenina nie je izolovateľná (aspoň nie na Zemi, ako je podrobne vysvetlené v prvej časti).

Okrem toho hydroxid amónny dostáva názvy čpavkovej vody a kvapalného amoniaku.

rozpustnosť

NH₄OH, pretože v suchozemských podmienkach nie je soľ, nedá sa odhadnúť, ako je rozpustná v rôznych rozpúšťadlách.

Dalo by sa však očakávať, že bude extrémne rozpustný vo vode, pretože jeho rozpustenie by uvoľnilo obrovské množstvo NH₃. Teoreticky by to bol úžasný spôsob skladovania a prepravy amoniaku.

V iných rozpúšťadlách schopných prijať vodíkové väzby, ako sú alkoholy a amíny, by sa dalo očakávať, že by v nich bolo tiež veľmi rozpustné. Tu NH katión₄⁺ je donorom vodíkových mostíkov a OH^- funguje to ako oboje.

Príklady týchto interakcií s metanolom sú: H₃N⁺-H-OHCH₃ a HO^- - HOCH₃ (OHCH₃ znamená, že kyslík prijíma vodíkovú väzbu, nie že metylová skupina je viazaná na H).

riziká

-Pri kontakte s očami spôsobuje podráždenie, ktoré môže viesť k poškodeniu očí.

-Je korozívna. Preto pri kontakte s pokožkou môže spôsobiť podráždenie a pri vysokých koncentráciách činidla spôsobuje popáleniny pokožky. Opakovaný kontakt hydroxidu amónneho s pokožkou môže spôsobiť jeho suchosť, svrbenie a začervenanie (dermatitídu).

-Vdýchnutie spreja hydroxidu amónneho môže spôsobiť akútne podráždenie dýchacích ciest, charakterizované udusením, kašľaním alebo dýchavičnosťou. Dlhodobá alebo opakovaná expozícia látky môže viesť k rekurentným bronchiálnym infekciám. Inhalácia hydroxidu amónneho môže tiež spôsobiť podráždenie pľúc.

-Expozícia vysokým koncentráciám hydroxidu amónneho by mohla byť lekárska pohotovosť, pretože sa môže vyskytnúť akumulácia tekutiny v pľúcach (pľúcny edém)..

-Koncentrácia 25 ppm sa považuje za limit expozície v 8-hodinovej pracovnej zmene v prostredí, kde je pracovník vystavený škodlivému pôsobeniu hydroxidu amónneho..

reaktivita

-Okrem toho, pri možnom poškodení zdravia pri vystavení pôsobeniu hydroxidu amónneho existujú aj iné opatrenia, ktoré sa musia zohľadniť pri práci s látkou.

-Hydroxid amónny môže reagovať s mnohými kovmi, ako sú: striebro, meď, olovo a zinok. Taktiež reaguje so soľami týchto kovov za vzniku výbušných zlúčenín a uvoľňovania plynného vodíka; ktoré sú zase horľavé a výbušné.

-Môže silne reagovať so silnými kyselinami, napríklad kyselinou chlorovodíkovou, kyselinou sírovou a kyselinou dusičnou. Podobne reaguje rovnakým spôsobom s dimetylsulfátom a halogénmi.

-Reaguje so silnými zásadami, ako je hydroxid sodný a hydroxid draselný, čím vzniká plynný amoniak. Toto sa môže skontrolovať, ak sa pozoruje rovnováha v roztoku, pri ktorej sa pridávajú ióny OH^- posunie rovnováhu do tvorby NH₃.

-Meď a kovy z hliníka, ako aj iné galvanizované kovy, by sa nemali používať pri manipulácii s hydroxidom amónnym kvôli ich korozívnemu pôsobeniu na ne..

aplikácie

V potravinách

-Používa sa ako prísada v mnohých potravinách, v ktorých pôsobí ako kyslé činidlo, prostriedok na kontrolu pH a povrchovú úpravu povrchu potravín..

-Zoznam potravín, v ktorých sa používa hydroxid amónny, je rozsiahly a zahŕňa pečené výrobky, syry, čokolády, cukríky a pudingy..

-Hydroxid amónny FDA klasifikuje ako bezpečnú látku na spracovanie potravín za predpokladu, že sa dodržiavajú stanovené normy.

-V mäsových výrobkoch sa používa ako antimikrobiálne činidlo, ktoré je schopné eliminovať baktérie, ako je E. coli, redukujúc ho na nedetegovateľné hladiny. Baktérie sa nachádzajú v čreve hovädzieho dobytka a prispôsobujú sa kyselinovému prostrediu. Hydroxid amónny reguláciou pH bráni rastu baktérií.

liečebný

-Hydroxid amónny má niekoľko terapeutických použití, vrátane:

-10% roztok sa používa ako stimulátor respiračného reflexu

-Externe sa používa na kožu na ošetrenie uštipnutí hmyzom a uhryznutím - pôsobí na tráviaci systém ako antacidum a carminative, to znamená, že pomáha odstraňovať plyny.

Okrem toho sa používa ako lokálna rubefakcia pre akútnu a chronickú muskuloskeletálnu bolesť. V dôsledku rubefakčného pôsobenia hydroxidu amónneho dochádza k lokálnemu zvýšeniu prietoku krvi, začervenaniu a podráždeniu.

Priemyselné a rôzne

-Pôsobí pri redukcii NOx (vysoko reaktívne plyny ako oxid dusnatý (NO) a oxid dusičitý (NO₂)) pre emisie komínov a zníženie emisií NOx v komínových emisiách.

-Používa sa ako zmäkčovadlo; Prísada farieb a na úpravu povrchov.

-Zvyšuje pórovitosť vlasov, čo umožňuje, aby pigmenty škvŕn mali väčší prienik, čím sa dosiahne lepšia povrchová úprava.

-Hydroxid amónny sa používa ako antimikrobiálne činidlo pri úprave odpadových vôd. Okrem toho zasahuje do syntézy chlóramínu. Táto látka plní funkciu podobnú chlóru pri čistení vody v bazéne, pričom má tú výhodu, že je menej toxická.

-Používa sa ako inhibítor korózie v procese rafinácie oleja.

-Používa sa ako čistiaci prostriedok v rôznych priemyselných a komerčných výrobkoch, ktoré sa používajú na niekoľkých povrchoch vrátane: nerezovej ocele, porcelánu, skla a rúry.

-Okrem toho sa používa pri výrobe detergentov, mydiel, farmaceutík a atramentov.

V poľnohospodárstve

Aj keď nie je hydroxid amónny podávaný priamo ako hnojivo, plní túto funkciu. Amoniak sa vyrába z atmosférického dusíka metódou Haber-Bosch a prepravuje sa v chladničke pod teplotou varu (-33 ° C) na miesta jeho použitia..

Tlakový amoniak sa vstrekuje vo forme pary do pôdy, kde okamžite reaguje s edafickou vodou a prechádza do amónnej formy (NH₄⁺), ktorá je zadržaná v miestach výmeny katiónov v pôde. Okrem toho sa vyrába hydroxid amónny. Tieto zlúčeniny sú zdrojom dusíka.

Spolu s fosforom a draslíkom tvorí dusík triádu hlavných živín rastlín nevyhnutných pre jeho rast.

referencie

1. Ganong, W. F. (2002) Medical Physiology. 19. vydanie. Redakčná moderná príručka.
2. A. D. Fortes, J. P. Brodholt, I. G. Wood a L. Vocadlo. (2001). Ab initio simulácia monohydrátu amoniaku (NH₃∙ H₂0) a hydroxid amónny (NH₄OH). Americký fyzikálny ústav. J. Chem. Phys., Zv. 115, č.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (6. februára 2017). Faktory hydroxidu amónneho. Zdroj: thinkco.com
4. Skupina Pochteca. (2015). Hydroxid amónny. pochteca.com.mx
5. NJ Zdravie (N. D.). Prehľad nebezpečných látok: hydroxid amónny. [PDF]. Zdroj: nj.gov
6. Učiteľ chémie. (2018). Hydroxid amónny. Zdroj: chemistrylearner.com
7. PubChem. (2018). Hydroxid amónny. Zdroj: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov