Ión-amónny (NH4 +) vzorec, vlastnosti a použitia



amónny ión je kladne nabitý polyatomický katión, ktorého chemický vzorec je NH4+. Molekula nie je plochá, ale má tvar tetraedrónu. Štyri rohy vodíka tvoria štyri atómy vodíka.

Dusík amoniaku má pár nezdieľaných elektrónov schopných akceptovať protón (Lewisova báza), preto amóniový ión vzniká protonizáciou amoniaku podľa reakcie: NH3 + H+ → NH4+

Amoniak je tiež substituovaný substituovanými amínmi alebo substituovanými amóniovými katiónmi. Napríklad metylamóniumchlorid je iónová soľ vzorca CH3NH4Cl, kde je chloridový ión viazaný na metylamín.

Amónny ión má vlastnosti veľmi podobné ťažším alkalickým kovom a je často považovaný za blízkeho príbuzného. Očakáva sa, že amoniak sa bude správať ako kov pri veľmi vysokých tlakoch, ako napríklad v obrovských plynových planétach, ako sú Urán a Neptún.

Amónny ión hrá dôležitú úlohu pri syntéze proteínov v ľudskom tele. Stručne povedané, všetky živé bytosti potrebujú proteíny, ktoré tvoria približne 20 rôznych aminokyselín. Kým rastliny a mikroorganizmy môžu syntetizovať väčšinu aminokyselín z dusíka v atmosfére, zvieratá nemôžu.

U ľudí sa niektoré aminokyseliny nemôžu syntetizovať vôbec a musia sa konzumovať ako esenciálne aminokyseliny.

Iné aminokyseliny však môžu byť syntetizované mikroorganizmami v gastrointestinálnom trakte pomocou amónnych iónov. Táto molekula je teda kľúčovou postavou v cykle dusíka a v syntéze proteínov.

index

  • 1 Vlastnosti
    • 1.1 Rozpustnosť a molekulová hmotnosť
    • 1.2 Vlastnosti kyseliny
    • 1.3 Amónne soli
  • 2 Použitie
  • 3 Odkazy

vlastnosti

Rozpustnosť a molekulová hmotnosť

Amónny ión má molekulovú hmotnosť 18 039 g / mol a rozpustnosť 10,2 mg / ml vody (Národné centrum pre biotechnologické informácie, 2017). Pri rozpúšťaní amoniaku vo vode vzniká amónny ión podľa reakcie:

NH3 + H2O → NH4+ + OH-

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

Vlastnosti kyseliny

Amónny ión má pKb 9,25. To znamená, že pri pH nad touto hodnotou bude mať kyslé správanie a pri nižšom pH bude mať základné správanie.

Napríklad, keď sa rozpúšťa amoniak v kyseline octovej (pKa = 4,76), pár voľných elektrónov dusíka berie protón z média zvyšujúceho koncentráciu hydroxidových iónov podľa rovnice:

NH3 + CH3COOH-NH4+ + CH3COO-

Avšak v prítomnosti silnej bázy, ako je hydroxid sodný (pKa = 14,93), poskytuje amóniový ión protón do média podľa reakcie:

NH4+ + NaOH ⇌ NH3 + na+ + H2O

Na záver, pri pH nižšom ako 9,25 bude dusík protonovaný, zatiaľ čo pri pH vyššom ako táto hodnota bude deprotonovaný. Toto je veľmi dôležité pre pochopenie titračných kriviek a pochopenie správania látok, ako sú aminokyseliny.

Amónne soli

Jednou z najcharakteristickejších vlastností amoniaku je jeho schopnosť spojiť sa priamo s kyselinami za vzniku solí podľa reakcie:

NH3 + HX → NH4X

Teda s kyselinou chlorovodíkovou tvorí chlorid amónny (NH4Cl); S kyselinou dusičnou, dusičnanom amónnym (NH4NO3), s kyselinou uhličitou bude tvoriť uhličitan amónny ((NH)4)2CO3) atď.

Bolo preukázané, že dokonale suchý amoniak nebude kombinovaný s dokonale suchou kyselinou chlorovodíkovou, vlhkosť je potrebná na vyvolanie reakcie (VIAS Encyklopédia, 2004).

Väčšina jednoduchých amónnych solí je veľmi rozpustná vo vode. Výnimkou je hexachloroplatát amónny, ktorého tvorba sa používa ako skúška na prítomnosť amoniaku. Soli dusičnanu amónneho a najmä perchlorátu sú vysoko výbušné, v týchto prípadoch je redukčným činidlom amónium.

V nezvyčajnom procese amónne ióny tvoria amalgám. Takéto druhy sa pripravujú elektrolýzou amónneho roztoku s použitím ortuťovej katódy. Tento amalgám sa nakoniec rozkladá na uvoľňovanie amoniaku a vodíka (Johnston, 2014).

Jednou z najbežnejších amónnych solí je hydroxid amónny, ktorý je jednoducho amoniak rozpustený vo vode. Táto zlúčenina je veľmi bežná a vyskytuje sa prirodzene v prostredí (vo vzduchu, vode a pôde) a vo všetkých rastlinách a zvieratách, vrátane ľudí..

aplikácie

Amoniak je dôležitým zdrojom dusíka pre mnohé rastlinné druhy, najmä tie, ktoré rastú na hypoxických pôdach. Je však tiež toxický pre väčšinu druhov plodín a zriedka sa používa ako jediný zdroj dusíka (databáza, ľudské metabolome, 2017).

Dusík (N), viazaný na proteíny v mŕtvej biomase, je spotrebovaný mikroorganizmami a konvertovaný na amónne ióny (NH4 +), ktoré môžu byť priamo absorbované koreňmi rastlín (napr. Ryža)..

Ióny amónia sa zvyčajne konvertujú na nitritové ióny (NO2-) baktériami nitrosomonas, po ktorých nasleduje druhá premena na nitrátové (NO3-) baktériami Nitrobacter..

Tri hlavné zdroje dusíka používané v poľnohospodárstve sú močovina, amónia a dusičnany. Biologická oxidácia dusičnanu amónneho je známa ako nitrifikácia. Tento proces zvažuje niekoľko krokov a je sprostredkovaný autotrofnými, záväznými aeróbnymi baktériami.

V zaplavených pôdach je obmedzená oxidácia NH4 +. Močovina sa rozkladá enzýmom ureázou alebo chemicky hydrolyzuje na amoniak a CO2.

V kroku amoniakácie sa amoniak konvertuje pomocou amoniakálnych baktérií na amónny ión (NH4 +). V ďalšom kroku sa amoniak premení nitrifikačnými baktériami na nitráty (nitrifikácia)..

Táto forma, veľmi mobilný dusík, je najčastejšie absorbovaná koreňmi rastlín, ako aj mikroorganizmami v pôde..

Na uzavretie cyklu dusíka sa plynný dusík v atmosfére premieňa na dusík z biomasy baktériami Rhizobium, ktoré žijú v koreňových tkanivách strukovín (napríklad lucerna, hrach a fazuľa) a strukoviny (napríklad jelša). a cyanobaktérií a Azotobacter (Sposito, 2011).

Prostredníctvom amónnych (NH4 +) vodných rastlín môžu absorbovať a inkorporovať dusík do proteínov, aminokyselín a iných molekúl. Vysoké koncentrácie amoniaku môžu zvýšiť rast rias a vodných rastlín.

Hydroxid amónny a iné amónne soli sú široko používané pri spracovaní potravín. V predpisoch Food and Drug Administration (FDA) sa uvádza, že hydroxid amónny je bezpečný ("všeobecne uznávaný ako bezpečný" alebo GRAS) ako kvasinkové činidlo, činidlo na reguláciu pH a prostriedok na úpravu. povrchové v potravinách.

Zoznam potravín, v ktorých sa hydroxid amónny používa ako priama potravinárska prídavná látka, je rozsiahly a zahŕňa pekárenské výrobky, syry, čokolády, iné cukrovinky (napr. Cukríky) a pudingy. Hydroxid amónny sa tiež používa ako antimikrobiálne činidlo v mäsových výrobkoch.

Amoniak v iných formách (napr. Síran amónny, alginát amónny) sa používa v koreninách, izolátoch sójových bielkovín, pochutinách, džemoch a želé a nealkoholických nápojoch (združenie dusičnanu draselného PNA, 2016)..

Meranie amoniaku sa používa v RAMBO teste, obzvlášť užitočnom pri diagnostike príčiny acidózy (test ID: RAMBO amoniak, Random, Urine, S.F.). Obličky regulujú vylučovanie kyseliny a rovnováhu systémovej kyseliny.

Zmena množstva amónia v moči je dôležitým spôsobom, ako môžu obličky vykonávať túto úlohu. Meranie hladiny amónia v moči môže poskytnúť pochopenie príčiny zmeny acidobázickej rovnováhy u pacientov.

Množstvo amoniaku v moči môže tiež poskytnúť množstvo informácií o dennej produkcii kyseliny u daného pacienta. Vzhľadom k tomu, že väčšina kyslej záťaže jednotlivca pochádza z požitých proteínov, množstvo amoniaku v moči je dobrým indikátorom príjmu bielkovín v potrave..

Merania amoniaku v moči môžu byť obzvlášť užitočné pri diagnostike a liečbe pacientov s obličkovými kameňmi:

  • Vysoké hladiny amónia v moči a nízke pH v moči naznačujú pokračujúce gastrointestinálne straty. Títo pacienti sú vystavení riziku vzniku kyseliny močovej a oxalátu vápenatého.
  • Malé množstvo amoniaku v moči a vysoké pH moču naznačuje renálnu tubulárnu acidózu. Títo pacienti sú vystavení riziku vzniku fosforečnanov vápenatých.
  • Pacienti s kalcium oxalátovými kameňmi a fosforečnanom vápenatým sú často liečení citrátom, aby sa zvýšil citrát moču (prirodzený inhibítor rastu kalcium oxalátu a kalcium fosfátu)..

Pretože sa citrát metabolizuje na hydrogenuhličitan (bázu), tento liek môže tiež zvýšiť pH moču. Ak je pH moču pri liečbe citrátom príliš vysoké, môže sa neúmyselne zvýšiť riziko vzniku fosforečnanov vápenatých.

Monitorovanie amónneho moču je spôsob, ako titrovať dávku citrátu a vyhnúť sa tomuto problému. Dobrá dávka počiatočného citrátu je približne polovica vylučovania amónia v moči (v mEq každého).

Účinok tejto dávky môžete sledovať na hodnoty amónia, citrátu a pH moču a na základe odpovede upraviť dávku citrátu. Pokles v amónnom moči by mal indikovať, či je súčasný citrát dostatočný na čiastočné (ale nie úplné) pôsobenie proti dennému zaťaženiu kyselinou týmto pacientom..

referencie

  1. Databáza, Human Metabolome. (2017, 2. marec). Zobrazujem metabocard pre Ammonium. Zdroj: hmdb.ca.
  2. Johnston, F. J. (2014). Amónna soľ. obnovené z accessscience: accessscience.com.
  3. Národné centrum pre informácie o biotechnológiách. (2017, 25. február). PubChem Compound Database; CID = 16741146. Získané z PubChem.
  4. Asociácia dusičnanu draselného. (2016). Nitrát (NO3-) verzus amónia (NH4 +). získané z kno3.org.
  5. Kráľovská spoločnosť chémie. (2015). Amónny ión. Zdroj: chemspider: chemspider.com.
  6. Sposito, G. (2011, 2. september). Pôdu. Získané z britannica encyklopédie: britannica.com.
  7. ID testu: RAMBO Amoniak, Random, Urine. (S.F.). Obnovené z encyclopediamayomedicallaboratorie.com.
  8. Encyklopédia VIAS. (2004, 22. decembra). Amónne soli. Obnovené z encyklopédie vias.org.