- Fizikai és kémiai tulajdonságok
- Kémiai szerkezet
- Szerkezeti érdekességek
- Alkalmazások
- kockázatok
- Irodalom
A ammónium-karbonát egy szervetlen só, a nitrogén, ammóniás specifikusan, kémiai képlete (NH 4) 2 CO 3. Ez által szintetikus eljárásokkal, amelyek között a szublimációs keverékét ammónium-szulfát és kalcium-karbonát kiemelkedik: (NH 4) 2 SO 4 (s) + CaCO 3 (s) => (NH 4) 2 CO 3 (s) + CaSO 4 (s).
Általában az ammónium- és kalcium-karbonát-sókat melegítjük egy edényben az ammónium-karbonát előállítása céljából. Az ipari módszer, amely tonna e sót állít elő, a szén-dioxidot ammónium vizes oldatát tartalmazó abszorpciós oszlopon vezetjük, majd desztillációt követjük.
Ammóniát, szén-dioxidot és vizet tartalmazó gőzök kondenzálódnak ammónium-karbonát kristályok kialakulásához: 2NH 3 (g) + H 2 O (l) + CO 2 (g) → (NH 4) 2 CO 3 (s)). A reakcióban, a szénsav, a H 2 CO 3, termelődik oldás után a szén-dioxid vízben, és ez a sav, hogy feladja két proton, H +, két ammónia molekula.
Fizikai és kémiai tulajdonságok
Fehér, kristályos, színtelen szilárd anyag, erős ammónia illatokkal és ízekkel. 58 ° C-on olvad, ammóniává, vízé és szén-dioxiddá bomlik: pontosan az előző kémiai egyenlettel, de ellentétes irányban.
Azonban, ez a bomlás bekövetkezik két lépésben: először egy molekula NH 3 szabadul, termelő ammónium-hidrogén-karbonát (NH 4 HCO 3); Másodszor, ha folytatódik a melegítés, a karbonát aránytalan, még ennél gáznemű ammóniát szabadítva fel.
Szilárd anyag, vízben nagyon jól oldódik, és alkoholokban kevésbé oldódik. Hidrogénkötéseket képez a vízzel, és amikor 5 gramm 100 gramm vízben oldódik, bázikus oldatot kap, amelynek pH-ja 8,6 körül van.
Magas víz affinitása higroszkopikus szilárd anyagot képez (nedvességet szív fel), ezért vízmentes formájában nehéz megtalálni. Valójában annak monohidrát formája (NH 4) 2 CO 3 · H 2 O) a leggyakoribb, és megmagyarázza, hogy a só hordozza az ammónia gázt, ami szagot okoz.
A levegő nem bomlik, generálni ammónium-hidrogén-karbonát és ammónium-karbonát (NH 4 NH 2 CO 2).
Kémiai szerkezet
A felső kép az ammónium-karbonát kémiai szerkezetét szemlélteti. Középen a CO 3 2– anion, a sík háromszög fekete közepével és piros gömbökkel; és annak két oldalán, az NH 4 + ammónium-kationok együtt tetraéderes geometriájú.
A geometria a ammóniumion magyarázható az SP 3 hibridizációs a nitrogénatom, megszervezése hidrogénatomok (a fehér gömbök) körül formájában tetraéder. A három ion közül az interakciókat hidrogénkötések (H 3 N-H-O-CO 2 2–) határozzák meg.
Geometriájának köszönhetően egyetlen CO 3 2– anion akár három hidrogénkötést képezhet; míg NH 4 + kationok nem képes kialakítani a megfelelő négy hidrogénkötések miatt elektrosztatikus taszítás közötti pozitív töltést.
Ezen kölcsönhatások eredménye egy ortorombikus rendszer kristályosodása. Miért olyan higroszkópos és oldódik vízben? A válasz ugyanazon bekezdésben található: hidrogénkötések.
Ezek a kölcsönhatások felelősek a gyors felszívódás a víz a vízmentes só formává (NH 4) 2 CO 3 · H 2 O). Ez megváltoztatja az ionok térbeli elrendezését, következésképpen a kristályszerkezetet.
Szerkezeti érdekességek
Olyan egyszerű, mint az (NH 4) 2 CO 3 néz ki, annyira érzékeny a számtalan átalakulásra, hogy szerkezete rejtély, amely a szilárd anyag valódi összetételének tárgya. Ez a szerkezet a kristályokat befolyásoló nyomások függvényében is változik.
Egyes szerzők azt találták, hogy ionok vannak elrendezve, mint a hidrogén-kötésű koplanáris láncokat (azaz az lánc szekvenciája NH 4 + -CO 3 2- -…), amelyben a vízmolekulák valószínűleg szolgálnak csatlakozók másoknak. lánc.
Ráadásul, ha átlépjük a földi égboltot, milyenek ezek a kristályok űrben vagy csillagközi körülmények között? Milyen összetételük van a karbonát fajok stabilitása szempontjából? Vannak olyan tanulmányok, amelyek megerősítik ezen kristályok nagy stabilitását, akik csapdába esnek a bolygó jégtömegében és üstökösében.
Ez lehetővé teszi számukra, hogy szén-, nitrogén- és hidrogénkészletként működjenek, amely a napsugárzásnak köszönhetően szerves anyaggá, például aminosavakká alakulhat.
Más szavakkal: ezek a fagyasztott ammóniablokkok hordozói lehetnek a "keréknél, amely elindítja az élet gépeit" a kozmoszban. Ezen okok miatt növekszik az érdeklődés az asztrobiológia és a biokémia iránt.
Alkalmazások
Kovácsolószerként használják, mivel hevítéskor széndioxidot és ammóniumgázokat termel. Az ammónium-karbonát adott esetben a modern sütőporok előfutára, és felhasználható sütemények és laposfejek sütésére.
Torták sütésére azonban nem ajánlott. A sütemények vastagsága miatt az ammóniumgázok csapdába esnek és kellemetlen ízűek.
Köszöntőként alkalmazzák, azaz enyhíti a köhögést a hörgőcsövek feloldásával. Fungicid hatású, ezért a mezőgazdaságban használják. Ezenkívül szabályozza az élelmiszerekben lévő savasságot, és felhasználásra kerül a karbamid magas nyomású körülmények között és a hidantoinok szintézisében.
kockázatok
Az ammónium-karbonát nagyon mérgező. A szájüreg akut irritációját okozza az emberek érintkezéskor.
Ezenkívül, ha lenyelik, gyomorirritációt okoz. Hasonló hatás figyelhető meg az ammónium-karbonátnak kitett szemmel is.
A só bomlásából származó gázok belégzése ingeri az orrot, a torkot és a tüdőt, köhögést és légzési zavart okozhat.
A böjtölésű kutyák akut expozíciója ammónium-karbonáttal 40 mg / testtömeg kg dózisban hányást és hasmenést okoz. A magasabb ammónium-karbonát-dózisok (200 mg / testtömeg kg) gyakran halálosak. A szív károsodását a halál okaként jelzik.
Nagyon magas hőmérsékletre hevítve és oxigénnel dúsított levegőben mérgező NO 2 gázokat bocsát ki.
Irodalom
- Pubchem. (2018). Ammónium-karbonát. Visszakeresve: 2018. március 25-én, a PubChem webhelyről: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Szerves kémia portál. ((2009-2018)). Bucherer-Bergs-reakció. Visszakeresve: 2018. március 25-én, a Szerves Kémia Portálról: www.organic-chemistry.org
- Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Kémiai reakciók rendkívül magas nyomás alatt: karbamid szintézis szilárd ammónium-karbonátból. A japán fizikai kémia áttekintése, 21: 32-40
- Fortes, AD, Wood, IG, Alfè, D., Hernández, ER, Gutmann, MJ, és Sparkes, HA (2014). Az ammónium-karbonát-monohidrát felépítése, hidrogénkötése és hőtágulása. Acta Crystallographica B. szakasz, Szerkezettudomány, Kristálytechnika és anyagok, 70 (Pt6), 948–962.
- Wikipedia. (2018). Ammónium-karbonát. Visszakeresve: 2018. március 25-én, a Wikipedia-ról: en.wikipedia.org
- The Chemical Company. (2018). The Chemical Company. Visszakeresve: 2018. március 25-én, a The Chemical Company-tól: thechemco.com