- Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
- Kemiallinen rakenne
- Rakenteelliset uteliaisuudet
- Sovellukset
- riskit
- Viitteet
Ammoniumkarbonaatti on epäorgaaninen suola typpeä, ammonium- erityisesti, on kemiallinen kaava (NH 4) 2 CO 3. Se on valmistettu synteettisillä menetelmillä, joiden joukossa sublimaatio seosta ammoniumsulfaattia ja kalsiumkarbonaatin erottuu: (NH 4) 2 SO 4 (t) + CaCO 3 (s) => (NH 4) 2 CO 3 (s) + CaSO 4 (a).
Yleensä ammonium- ja kalsiumkarbonaattisuolat kuumennetaan astiassa ammoniumkarbonaatin tuottamiseksi. Teollisuusmenetelmä, jolla tuotetaan tonnia tätä suolaa, koostuu hiilidioksidin johtamisesta absorptiokolonnin läpi, joka sisältää ammoniumvesiliuosta vedessä, minkä jälkeen tislataan.
Höyryt, jotka sisältävät ammoniumia, hiilidioksidia ja vettä, tiivistyvät muodostaen ammoniumkarbonaattikiteitä: 2NH 3 (g) + H 2 O (l) + CO 2 (g) → (NH 4) 2 CO 3 (s)). Reaktiossa, hiilihappo, H 2 CO 3, on valmistettu sen jälkeen, kun liuotetaan hiilidioksidi veteen, ja se on tämä happo, joka antaa jopa sen kaksi protonia, H +, kaksi ammoniakkimolekyylin.
Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
Se on valkoinen, kiteinen, väritön kiinteä aine, jolla on voimakkaita ammoniakin tuoksuja ja aromeja. Se sulaa 58ºC: ssa, hajoaen ammoniakiksi, vedeksi ja hiilidioksidiksi: täsmälleen edellinen kemiallinen yhtälö, mutta vastakkaiseen suuntaan.
Kuitenkin, tämä hajoaminen tapahtuu kahdessa vaiheessa: ensin molekyylin NH 3 vapautetaan, tuottaa ammoniumbikarbonaattia (NH 4 HCO 3); ja toiseksi, jos kuumennus jatkuu, karbonaatti vapauttaa suhteettoman paljon vielä kaasumaista ammoniakkia.
Se on kiinteä, hyvin vesiliukoinen ja vähemmän alkoholiin liukeneva. Se muodostaa vedysidoksia veden kanssa, ja kun 5 grammaa liuotetaan 100 grammaan vettä, se tuottaa emäksisen liuoksen, jonka pH on noin 8,6.
Sen korkea affiniteetti veteen tekee siitä hygroskooppisen kiinteän aineen (imee kosteuden), ja siksi on vaikea löytää sitä sen vedettömästä muodosta. Itse asiassa, sen monohydrattu muoto, (NH 4) 2 CO 3 · H 2 O), on yleisin kaikista ja kerrotaan, miten suolan kuljettaa ammoniakkikaasua, mikä aiheuttaa hajua.
Ilmassa se hajoaa tuottaa ammoniumbikarbonaattia ja ammoniumkarbonaattia (NH 4 NH 2 CO 2).
Kemiallinen rakenne
Yläkuva kuvaa ammoniumkarbonaatin kemiallista rakennetta. Keskellä on anioni CO 3 2–, litteä kolmio mustalla keskellä ja punaisilla palloilla; ja sen molemmin puolin, NH 4 + ammoniumkationit kanssa tetrahedral geometriat.
Ammoniumionin geometria selitetään typpiatomin sp 3 -hybridisaatiolla järjestämällä vetyatomit (valkoiset pallot) sen ympärille tetraedron muodossa. Joukossa kolme ionit, vuorovaikutukset perustettu vetysidosten (H 3 N-H- O-CO 2 2-).
Geometriansa ansiosta yksi CO 3 2 -anioni voi muodostaa jopa kolme vety sidosta; kun taas NH 4 + kationit eivät ehkä pysty muodostamaan niiden vastaavat neljän vetysidoksia, koska sähköstaattisen hylkivien välillä niiden positiivisia varauksia.
Kaikkien näiden vuorovaikutusten tuloksena on ortombrisen järjestelmän kiteytys. Miksi se on niin hygroskooppinen ja liukoinen veteen? Vastaus on samassa kappaleessa yllä: vety sidokset.
Nämä vuorovaikutukset ovat vastuussa nopean imeytymisen veden vedettömän suolan muodossa (NH 4) 2 CO 3 · H 2 O). Tämä johtaa muutoksiin ionien spatiaalisessa järjestelyssä ja sen seurauksena kiderakenteessa.
Rakenteelliset uteliaisuudet
Niin yksinkertainen kuin (NH 4) 2 CO 3 näyttää, se on niin herkkä lukemattomia muutoksia, että sen rakenne on arvoitus sovelletaan todellinen koostumus kiinteänä aineena. Tämä rakenne vaihtelee myös kiteisiin vaikuttavien paineiden mukaan.
Jotkut kirjoittajat ovat havainneet, että ioneja on järjestetty vetysitoutuneen koplanaarinen ketjut (eli ketju, jolla on sekvenssi NH 4 + CO 3 2- -…), jossa vesimolekyylit todennäköisesti toimivat linkkereitä muille. ketjut.
Lisäksi, mitkä ovat nämä kiteet kuten maanpäällinen taivas yli avaruudessa tai tähtien välisissä olosuhteissa? Mitkä ovat niiden koostumukset karbonaattilajien stabiilisuuden suhteen? On tutkimuksia, jotka vahvistavat näiden kiteiden suuren vakauden, jotka ovat jääneet planeetan jäämassoihin ja komeetoihin.
Tämä antaa heille mahdollisuuden toimia hiili-, typpi- ja vetyvarantoina, jotka auringonsäteilyä vastaan voivat muuttua orgaanisiksi materiaaleiksi, kuten aminohapoiksi.
Toisin sanoen nämä jäädytetyt ammoniakkilohot voivat olla "pyörän, joka käynnistää elämän koneet" kantoaineina kosmossa. Näistä syistä hänen kiinnostuksensa astrobiologian ja biokemian aloihin kasvaa.
Sovellukset
Sitä käytetään hapanta-aineena, koska kuumennettaessa se tuottaa hiilidioksidia ja ammoniumkaasuja. Ammoniumkarbonaatti on tarvittaessa nykyaikaisten leivinjauheiden edeltäjä, ja sitä voidaan käyttää evästeiden ja litteiden leivonnaisten leipomiseen.
Sitä ei kuitenkaan suositella kakkujen leipomiseen. Kakkujen paksuuden vuoksi ammoniumkaasut jäävät loukkuun ja antavat epämiellyttävän maun.
Sitä käytetään peruutusaineena, toisin sanoen se lievittää yskää poistamalla ruuansulatuskanavat. Sillä on fungisidinen vaikutus, jota käytetään tästä syystä maataloudessa. Se on myös ruuan happamuuden säätelijä, ja sitä käytetään urean ja hydantoiinien orgaanisessa synteesissä korkeapaineolosuhteissa.
riskit
Ammoniumkarbonaatti on erittäin myrkyllinen. Ärsyttää suuontelon akuuttia ihmistä kosketuksessa.
Lisäksi se nieltynä aiheuttaa mahalaukun ärsytystä. Samanlainen vaikutus havaitaan silmissä, jotka ovat alttiina ammoniumkarbonaatille.
Suolan hajoamisesta aiheutuvien kaasujen hengittäminen voi ärsyttää nenää, kurkkua ja keuhkoja aiheuttaen yskää ja hengitysvaikeuksia.
Paastokoirien akuutti altistuminen ammoniumkarbonaatille annoksella 40 mg / painokilo aiheuttaa oksentamista ja ripulia. Suuremmat annokset ammoniumkarbonaattia (200 mg / kg ruumiinpainoa) ovat usein tappavia. Sydänvaurio ilmoitetaan kuoleman syyksi.
Kuumennettaessa erittäin korkeisiin lämpötiloihin ja happea sisältävässä ilmassa, se vapauttaa myrkyllisiä NO 2 -kaasuja.
Viitteet
- Pubchem. (2018). Ammoniumkarbonaatti. Haettu 25. maaliskuuta 2018, osoitteesta PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Orgaanisen kemian portaali. ((2009-2018)). Bucherer-Bergs -reaktio. Haettu 25. maaliskuuta 2018 orgaanisen kemian portaalista: www.organic-chemistry.org
- Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Kemialliset reaktiot erittäin korkeassa paineessa: ureasynteesi kiinteästä ammoniumkarbonaatista. Katsaus Japanin fysikaaliseen kemiaan, 21: 32-40
- Fortes, AD, Wood, IG, Alfè, D., Hernández, ER, Gutmann, MJ, & Sparkes, HA (2014). Ammoniumkarbonaattimonohydraatin rakenne, vety sidos ja lämpölaajeneminen. Acta Crystallographica, osa B, rakennustiede, kristallitekniikka ja materiaalit, 70 (Pt6), 948–962.
- Wikipedia. (2018). Ammoniumkarbonaatti. Haettu 25. maaliskuuta 2018, Wikipediasta: en.wikipedia.org
- Kemian yritys. (2018). Kemian yritys. Haettu 25. maaliskuuta 2018, The Chemical Company -sivustolta: thechemco.com