AMMONIUMHYDROKSIDI: RAKENNE, OMINAISUUDET JA KÄYTÖT - KEMIA - 2026

Ammoniumhydroksidi on yhdiste, molekyylikaava NH ₄ OH tai H ₅ tuottama NO kaasun liukenemista ammoniakkia (NH ₃) vedessä. Tästä syystä sitä kutsutaan ammoniakkivedeksi tai nestemäiseksi ammoniakiksi.

Se on väritön neste, jolla on erittäin voimakas ja terävä haju, jota ei voida eristää. Nämä ominaisuudet liittyvät suoraan pitoisuus NH ₃ liuotetaan veteen; Pitoisuus, joka itse asiassa voi olla kaasu, käsittää valtavat määrät sitä liuenneena pieneen määrään vettä.

Lähde: Gabriel Bolívar

Huomattavasti pieni osa näistä vesiliuosten koostuu NH ₄ ⁺ kationeja ja OH ^- anionien. Toisaalta, hyvin laimeissa liuoksissa tai jäädytetty kiinteiden aineiden hyvin matalissa lämpötiloissa, ammoniakkia löytyy hydraattien muodossa, kuten: NH ₃ ∙ H ₂ O, 2NH ₃ ∙ H ₂ O: n ja NH ₃ ∙ 2H ₂ O.

Kummallista tosiasiaa, että Jupiterin pilvet koostuvat laimeista ammoniumhydroksidiliuoksista. Galileo-avaruuskoetin ei kuitenkaan löytänyt vettä planeetan pilvistä, minkä odotetaan johtuvan tietämyksestämme ammoniumhydroksidin muodostumisesta; toisin sanoen, ne ovat täysin vedetön NH ₄ OH kiteitä.

Ammoniumioni (NH ₄ ⁺) tuotetaan munuaistiehyeiden onteloon liitto ammoniakin ja vedyn kanssa, erittämän munuaistiehyen soluja. Lisäksi ammoniumia tuotetaan munuaisissa putkimaisissa soluissa glutamiinin muuttumisesta glutamaatiksi ja vuorostaan ​​muuttuessa glutamaatiksi a-ketoglutaraatiksi.

Ammoniakkia tuotetaan teollisesti Haber-Bosch-menetelmällä, jossa typen ja vetykaasujen annetaan reagoida; käyttämällä ferri-ionia, alumiinioksidia ja kaliumoksidia katalyytteinä. Reaktio suoritetaan korkeissa paineissa (150 - 300 ilmakehän) ja korkeissa lämpötiloissa (400 - 500 ° C), saanto 10 - 20%.

Reaktiossa syntyy ammoniakkia, joka hapettuessaan tuottaa nitriittejä ja nitraatteja. Nämä ovat välttämättömiä typpihapon ja lannoitteiden, kuten ammoniumnitraatin, saamiseksi.

Kemiallinen rakenne

Kuten määritelmä osoittaa, ammoniumhydroksidi koostuu ammoniakkikaasun vesiliuoksesta. Näin ollen, nesteen sisällä, ei ole määritelty rakenne kuin satunnainen järjestely NH ₄ ⁺: n ja OH ^- ionien solvatoidu vesimolekyylejä.

Ammonium- ja hydroksyyli-ionit ovat ammoniakin hydrolyysitasapainon tuotteita, joten on yleistä, että näillä liuoksilla on pistävä haju:

NH ₃ (g) + H ₂ O (l) <=> NH ₄ ⁺ (aq) + OH ^- (aq)

Kemiallisen yhtälön mukaan suuri vesipitoisuuden lasku siirtäisi tasapainon lisääntyvän ammoniakin muodostumiseen; ts. kun ammoniumhydroksidia kuumennetaan, vapautuu ammoniakkihöyryjä.

Tästä syystä, NH ₄ ⁺: n ja OH ^- ionit eivät muodostamiseksi kide alle maanpäällisen olosuhteissa, mikä tarkoittaa sitä, että kiinteä pohja NH ₄ OH ei ole olemassa.

Mainitun kiinteän aineen tulisi koostua vain sähköstaattisesti vuorovaikutuksessa olevista ioneista (kuten kuvasta nähdään).

Ammoniakkijää

Kuitenkin sellaisissa lämpötiloissa, jotka ovat selvästi alle 0ºC, ja niitä ympäröivät valtavat paineet, kuten pakastekuukausien, ammoniakin ja veden jäätymisessä vallitsevat paineet. Näin tehdessään ne kiteytyvät kiinteä seos, jossa on vaihteli stoikiometrinen suhde, yksinkertaisin on NH ₃ ∙ H ₂ O: ammoniakki monohydraatti.

NH ₃ ∙ H ₂ O ja NH ₃ ∙ ₂ H ₂ O ovat ammoniakkijää, koska kiinteä aine koostuu vetysidoksilla kytkettyjen vesi- ja ammoniakkimolekyylien kiteisestä järjestelystä.

Koska muutokset T: ssä ja P: ssä, laskennallisten tutkimusten mukaan, jotka simuloivat kaikkia fysikaalisia muuttujia ja niiden vaikutuksia näihin jäisiin, tapahtuu siirtyminen NH _{3 3} nH ₂ O-vaiheesta NH ₄ OH- vaiheeseen.

Näin ollen, ainoastaan näissä äärimmäisissä olosuhteissa, NH ₄ OH voivat esiintyä tuote protonoinnille sisällä jää välillä NH ₃ ja H ₂ O:

NH ₃ (s) + H ₂ O (t) <=> NH ₄ OH (t)

Huomaa, että tällä kertaa, toisin kuin ammoniakin hydrolyysissä, mukana olevat lajit ovat kiinteässä faasissa. Ammoniakkijää, joka muuttuu suolaiseksi vapauttamatta ammoniakkia.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Molekyylikaava

NH ₄ OH tai H ₅ NO

Molekyylipaino

35,046 g / mol

Ulkomuoto

Se on väritön neste.

keskittyminen

Jopa noin 30% (NH ₄ ⁺: n ja OH ^- ioneja).

Haju

Erittäin vahva ja terävä.

Maku

Acre.

Kynnysarvo

34 ppm epäspesifiselle havainnoinnille.

Kiehumispiste

38 ° C (25%).

Liukoisuus

Sitä esiintyy vain vesiliuoksessa.

Vesiliukoisuus

Sekoittuu rajoittamattomissa suhteissa.

Tiheys

0,90 g / cm ³ 25 ° C: ssa

Höyryn tiheys

Suhteessa ilmaan, joka otetaan yhtenäisyytenä: 0,6. Eli se on vähemmän tiheää kuin ilma. Kuitenkin, loogisesti raportoitu arvo viittaa ammoniakkia kaasua, ei sen vesiliuokset tai NH ₄ OH.

Höyrynpaine

2160 mmHg lämpötilassa 25 ° C.

Syövyttävä toiminta

Se kykenee liuottamaan sinkkiä ja kuparia.

pH

11,6 (1 N liuos); 11,1 (0,1 N liuos) ja 10,6 (0,01 N liuos).

Dissosiaatiovakio

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

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

Lämpötilan nostaminen melkein huomaamattomasti lisää ammoniumhydroksidin emäksisyyttä.

nimistö

Mitkä ovat kaikki NH ₄ OH: n yleiset ja viralliset nimet ? IUPAC: n vahvistaman mukaan sen nimi on ammoniumhydroksidi, koska se sisältää hydroksyyli-anionin.

Ammonium on +1-varauksensa vuoksi yksiarvoinen, joten nimikettä käyttämällä nimitys on: ammoniumhydroksidi (I).

Vaikka termin "ammoniumhydroksidi" käyttö on teknisesti väärin, koska yhdiste ei ole eristettävissä (ainakaan ei maapallolla, kuten ensimmäisessä osassa selitetään yksityiskohtaisesti).

Myös ammoniumhydroksidia kutsutaan ammoniakkivedeksi ja nestemäiseksi ammoniakiksi.

Liukoisuus

NH ₄ OH ei ole olemassa suolana maanpäällisen olosuhteissa, ei voida arvioida, kuinka liukoinen se on eri liuottimissa.

Kuitenkin, se voidaan olettaa olevan erittäin liukoinen veteen, koska sen liukeneminen vapauttaisi valtavia määriä NH ₃. Teoreettisesti se olisi mahtava tapa varastoida ja kuljettaa ammoniakkia.

Muissa liuottimissa, jotka kykenevät hyväksymään vedysidoksia, kuten alkoholeissa ja amiineissa, voidaan odottaa olevan myös hyvin liukoinen niihin. Tässä NH ₄ ⁺ kationi on vetysidoksen luovuttajan, ja OH ^- toimii sekä.

Esimerkkejä näistä vuorovaikutusten metanolilla olisi: H ₃ N ⁺ H - OHCH ₃ ja HO ^- - HOCH ₃ (OHCH ₃ osoittaa, että happi vastaanottaa vetysidos, ei ole, että metyyliryhmä on kytkettynä H).

riskit

- Kosketus silmiin aiheuttaa ärsytystä, joka voi johtaa silmävaurioihin.

-Se on syövyttävä. Siksi joutuessaan kosketuksiin ihon kanssa, se voi aiheuttaa ärsytystä ja suurten reagenssipitoisuuksien kanssa aiheuttaa ihon palovammoja. Ammoniumhydroksidin toistuva kosketus ihon kanssa voi aiheuttaa sen olevan kuiva, kutiava ja punainen (ihottuma).

-Ammoniumhydroksidisumun hengittäminen voi aiheuttaa hengitysteiden akuuttia ärsytystä, jolle on tunnusomaista tukehtuminen, yskä tai hengenahdistus. Pitkäaikainen tai toistuva altistuminen aineelle voi johtaa toistuviin keuhkoputkien infektioihin. Ammoniumhydroksidin hengittäminen voi myös aiheuttaa keuhkojen ärsytystä.

- Altistuminen suurille ammoniumhydroksidipitoisuuksille voi olla lääketieteellinen hätätilanne, koska nestettä voi kertyä keuhkoihin (keuhkoödeema).

-Pitoisuudeksi 25 ppm on otettu altistumisen raja-arvona 8 tunnin työvuorossa ympäristössä, jossa työntekijä altistuu ammoniumhydroksidin haitalliselle vaikutukselle.

reaktiivisuus

- Ammoniumhydroksidille altistumisen mahdollisten terveyshaittojen lisäksi on myös muita varotoimenpiteitä, jotka on otettava huomioon työskennellessäsi aineen kanssa.

-Ammoniumhydroksidi voi reagoida monien metallien kanssa, kuten: hopean, kuparin, lyijyn ja sinkin kanssa. Se reagoi myös näiden metallien suolojen kanssa räjähtäviä yhdisteitä ja vapauttaa vetykaasua; joka puolestaan ​​on syttyvää ja räjähtävää.

-Se voi reagoida kiivaasti vahvojen happojen kanssa, esimerkiksi: suolahapon, rikkihapon ja typpihapon kanssa. Se reagoi samalla tavalla dimetyylisulfaatin ja halogeenien kanssa.

-Reaktio vahvoilla emäksillä, kuten natriumhydroksidilla ja kaliumhydroksidilla, jolloin muodostuu kaasumaista ammoniakkia. Tämä voidaan todentaa tarkkailemalla tasapaino liuokseen, jossa lisäksi on OH ^- ionien siirtää tasapainoa muodostumista NH ₃.

-Kupari- ja alumiinimetalleja sekä muita galvanoituja metalleja ei tule käyttää käsiteltäessä ammoniumhydroksidia, koska se syövyttää niitä.

Sovellukset

Ruoassa

-Sitä käytetään lisäaineena monissa elintarvikkeissa, joissa se toimii happajana, pH: n säätö- ja viimeistelyaineena ruoan pintaan.

-Luettelo elintarvikkeista, joissa käytetään ammoniumhydroksidia, on laaja ja sisältää leipomotuotteita, juustoja, suklaita, karkkeja ja vanukkoja.

-FDA on luokitellut ammoniumhydroksidin vaarattomaksi aineeksi elintarvikkeiden jalostukseen, kunhan vahvistettuja normeja noudatetaan.

- Lihatuotteissa sitä käytetään antimikrobisena aineena, joka pystyy eliminoimaan bakteerit, kuten E. coli, vähentäen sen havaitsemattomalle tasolle. Bakteerit löytyvät nautojen suolistosta, mukautuen happamaan ympäristöön. Säätelemällä pH: ta ammoniumhydroksidi estää bakteerien kasvua.

terapeutiikka

-Ammoniumhydroksidilla on useita terapeuttisia käyttötarkoituksia, mukaan lukien:

- 10-prosenttista liuosta käytetään hengitysrefleksin stimulanttina

- Ulkoisesti sitä käytetään iholla hyönteisten puremien ja puremien hoitoon. -Se toimii ruuansulatuksessa antasidina ja carminatiivina, ts. Se auttaa poistamaan kaasuja.

Lisäksi sitä käytetään ajankohtaisena raaka-aineena akuutin ja kroonisen tuki- ja liikuntaelinten kivun hoidossa. Ammoniumhydroksidin rubefaktiivisen vaikutuksen seurauksena verenvirtaus, punoitus ja ärsytys lisääntyvät paikallisesti.

Teollisuus ja sekalaiset

- Se vähentää typen oksidien (erittäin reaktiivisten kaasujen, kuten typpioksidin (NO) ja typpidioksidin (NO ₂)) vähentämistä paristojen päästöissä ja typen oksidien vähentämisessä savupiippujen päästöissä.

-Sitä käytetään pehmittimenä; lisäaine maalien ja pintojen käsittelyyn.

-Lisää hiuksen huokoisuutta, mikä antaa väriainepigmenteille paremman tunkeutumisen, mikä parantaa lopputulosta.

-Ammoniumhydroksidia käytetään antimikrobisena aineena jäteveden käsittelyssä. Lisäksi se on mukana kloramiinin synteesissä. Tämä aine suorittaa uima-altaan veden puhdistuksessa samanlaisen funktion kuin kloori, ja sen etuna on vähemmän myrkyllinen.

- Sitä käytetään korroosionestoaineena öljynjalostuksessa.

-Sitä käytetään puhdistusaineena useissa teollisissa ja kaupallisissa tuotteissa, käytetään eri pinnoilla, mukaan lukien: ruostumaton teräs, posliini, lasi ja uuni.

- Lisäksi sitä käytetään pesuaineiden, saippuiden, lääkkeiden ja musteiden tuotannossa.

Maataloudessa

Vaikka sitä ei anneta suoraan lannoitteena, ammoniumhydroksidi tekee tämän. Ammoniakkia tuotetaan ilmakehän typestä Haber-Bosch-menetelmällä ja kuljetetaan jäähdytettynä sen kiehumispisteen (-33 ºC) alapuolelle käyttöpaikkoihin.

Paineistettu ammoniakkia injektoidaan, on höyryn muodossa, maaperään, jossa se reagoi välittömästi maaperäolosuhteista veden ja kulkee ammoniakin muodossa (NH ₄ ⁺), joka on säilytetty kationinvaihtohartsin sivustoja maaperän. Lisäksi tuotetaan ammoniumhydroksidia. Nämä yhdisteet ovat typen lähde.

Typpi muodostaa yhdessä fosforin ja kaliumin kanssa tärkeimmistä kasvien ravintoaineista, jotka ovat välttämättömiä niiden kasvulle.

Viitteet

1. Ganong, WF (2002), lääketieteellinen fysiologia. 19. painos. Toimitusohje Moderno.
2. AD Fortes, JP Brodholt, IG Wood ja L. Vocadlo. (2001). Ammoniummonohydraatin (NH ₃ ∙ H ₂ O) ja ammoniumhydroksidin (NH ₄ OH) Ab initio -simulointi. Amerikan fysiikan instituutti. J. Chem. Phys., Voi. 115, nro 15, 15.
3. Helmenstine, tohtori Anne Marie (6. helmikuuta 2017). Ammoniumhydroksidifaktat. Palautettu osoitteesta: gondo.com
4. Pochteca-ryhmä. (2015). Ammoniumhydroksidi. pochteca.com.mx
5. NJ terveys. (SF). Tietoja vaarallisista aineista: Ammoniumhydroksidi.. Palautettu: nj.gov
6. Kemian oppija. (2018). Ammoniumhydroksidi. Palautettu osoitteesta: chemistrylearner.com
7. Pubchem. (2018). Ammoniumhydroksidi. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov