Uhličitan amónny je anorganická soľ dusík, amoniakálnej konkrétne, chemický vzorec (NH 4 ) 2 CO 3 . Vyrába so syntetickými metódami, medzi ktoré sublimácie zmesi síranu amónneho a uhličitanu vápenatého, vyniká: (NH 4 ) 2 SO 4 (s) + CaCO 3 (s) => (NH 4 ) 2 CO 3 (e) + CaSO 4 (s).
Všeobecne sa amónne soli a soli uhličitanu vápenatého zahrievajú v nádobe na výrobu uhličitanu amónneho. Priemyselná metóda, ktorá produkuje tony tejto soli, spočíva v tom, že sa oxid uhličitý nechá prejsť absorpčnou kolónou obsahujúcou roztok amoniaku vo vode a potom nasleduje destilácia.
Páry, obsahujúca amoniak, oxid uhličitý a vodné pary kondenzujú za vzniku amónnych kryštálov uhličitanu: 2NH 3 (g) + H 2 O (l) + CO 2 (g) → (NH 4 ) 2 CO 3 (s ). Pri reakcii, kyselina uhličitá, H 2 CO 3 , je produkovaný po rozpustení oxidu uhličitého vo vode, a je to práve táto kyselina, ktorá nechá jeho dvaja protóny, H + , na dve molekuly čpavku.
Fyzikálne a chemické vlastnosti
Je to biela, kryštalická, bezfarebná tuhá látka so silnými zápachmi a arómami amoniaku. Topí sa pri 58 ° C a rozkladá sa na amoniak, vodu a oxid uhličitý: presne predchádzajúcu chemickú rovnicu, ale v opačnom smere.
Avšak, k tomuto rozkladu v dvoch krokoch: prvý molekula NH 3 sa uvoľní , produkovať hydrogénuhličitan amónny (NH 4 HCO 3 ); a po druhé, ak zahrievanie pokračuje, uhličitan je neprimeraný a uvoľňuje ešte plynnejší amoniak.
Je to pevná látka veľmi rozpustná vo vode a menej rozpustná v alkoholoch. Tvorí vodíkové väzby s vodou a keď sa rozpustí 5 gramov v 100 gramoch vody, vytvorí sa zásaditý roztok s pH okolo 8,6.
Vďaka vysokej afinite k vode je hygroskopická tuhá látka (absorbuje vlhkosť), a preto je ťažké nájsť ju v jej bezvodej forme. V skutočnosti jeho hydrátom forma, (NH 4 ) 2 CO 3 · H 2 O), je najčastejšie zo všetkých a vysvetľuje, ako soli nesie plynný amoniak, ktorý spôsobuje zápach.
Vo vzduchu sa rozkladá generovať hydrogénuhličitan amónny a uhličitan amónny (NH 4 NH 2 CO 2 ).
Chemická štruktúra
Horný obrázok znázorňuje chemickú štruktúru uhličitanu amónneho. V strede je anión CO 3 2– , plochý trojuholník s čiernym stredom a červenými guľami; a na svojich dvoch stranách NH 4 + amóniové katióny s tetraedrickými geometriami.
Geometria amónneho iónu sa vysvetľuje tým, sp 3 hybridizácia atómu dusíka, usporiadanie vodíkové atómy (biela guľa) okolo neho vo forme štvorstena. Z týchto troch iónov, interakcie sú stanovené vodíkovými väzbami (H 3 N-H O-CO 2 2- ).
Vďaka svojej geometrii môže jediný anión CO 3 2– tvoriť až tri vodíkové väzby; zatiaľ čo NH 4 + katióny nemusí byť schopné tvoriť ich primeranú úroveň vodíkových väzieb v dôsledku elektrostatických repulsions medzi ich kladných nábojov.
Výsledkom všetkých týchto interakcií je kryštalizácia ortorombického systému. Prečo je tak hygroskopický a rozpustný vo vode? Odpoveď je v rovnakom odseku vyššie: vodíkové väzby.
Tieto interakcie sú zodpovedné za rýchlu absorpciu vody z bezvodej soli na formu (NH 4 ) 2 CO 3 · H 2 O). To vedie k zmenám v priestorovom usporiadaní iónov a následne v kryštalickej štruktúre.
Štrukturálne zaujímavosti
Tak jednoduché, ako (NH 4 ) 2 CO 3 vzhľad , to je tak citlivý na nespočet transformáciou, že jeho štruktúra je záhadou predmetom skutočného zloženia pevnej látky. Táto štruktúra sa tiež líši v závislosti od tlakov, ktoré ovplyvňujú kryštály.
Niektorí autori zistili, že ióny sú usporiadané ako vodíka-spojené koplanárnych reťazca (to znamená, že reťazec so sekvenciou NH 4 + CO 3 2- - …), v ktorom vodné molekuly pravdepodobne slúži ako linkery pre ostatných. reťaze.
Okrem toho, aké sú tieto kryštály, presahujúce pozemskú oblohu, vo vesmíre alebo medzihviezdnych podmienkach? Aké sú ich zloženia, pokiaľ ide o stabilitu druhov uhličitanov? Existujú štúdie, ktoré potvrdzujú veľkú stabilitu týchto kryštálov zachytených v planétovej hmote a kométach.
To im umožňuje pôsobiť ako zásoby uhlíka, dusíka a vodíka, ktoré sa môžu po prijatí slnečného žiarenia premeniť na organický materiál, napríklad na aminokyseliny.
Inými slovami, tieto zmrazené čpavkové bloky by mohli byť nosičmi „kolesa, ktoré spúšťa stroje života“ vo vesmíre. Z týchto dôvodov rastie jeho záujem o oblasť astrobiológie a biochémie.
aplikácia
Používa sa ako kvasnicový prostriedok, pretože pri zahrievaní produkuje oxid uhličitý a amónne plyny. Uhličitan amónny je, ak chcete, predchodcom moderných práškov do pečiva a dá sa použiť na pečenie koláčikov a sušienok.
Neodporúča sa však na pečenie koláčov. V dôsledku hrúbky koláčov sa amónne plyny zachytávajú vo vnútri a vyvolávajú nepríjemnú chuť.
Používa sa ako vykašliavačka, to znamená, že zmierňuje kašeľ uvoľňovaním priedušiek. Má fungicídny účinok, ktorý sa z tohto dôvodu používa v poľnohospodárstve. Je tiež regulátorom kyslosti prítomnej v potravinách a používa sa pri organickej syntéze močoviny za vysokých tlakov a hydantoínov.
riziká
Uhličitan amónny je vysoko toxický. Pri kontakte spôsobuje akútne podráždenie ústnej dutiny.
Okrem toho, ak je požitý, spôsobuje podráždenie žalúdka. Podobný účinok sa pozoruje v očiach vystavených uhličitanu amónnemu.
Vdýchnutie plynov z rozkladu soli môže podráždiť nos, hrdlo a pľúca a spôsobiť kašeľ a dýchacie ťažkosti.
Akútna expozícia psov nalačno uhličitanu amónneho v dávke 40 mg / kg telesnej hmotnosti spôsobuje zvracanie a hnačku. Vyššie dávky uhličitanu amónneho (200 mg / kg telesnej hmotnosti) sú často smrteľné. Poškodenie srdca je indikované ako príčina smrti.
Ak sa zahrieva na veľmi vysoké teploty a vo vzduchu obohatenom kyslíkom, uvoľňuje toxické plyny NO 2 .
Referencie
- PubChem. (2018). Uhličitan amónny. Zdroj: 25. marca 2018, z PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Portál organickej chémie. ((2009-2018)). Bucherer-Bergsova reakcia. Zdroj: 25. marca 2018, z portálu organickej chémie: www.organic-chemistry.org
- Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Chemické reakcie pri ultra vysokom tlaku: syntéza močoviny z pevného uhličitanu amónneho. Prehľad fyzickej chémie Japonska, 21: 32-40
- Fortes, AD, Wood, IG, Alfè, D., Hernández, ER, Gutmann, MJ & Sparkes, HA (2014). Štruktúra, vodíková väzba a tepelná expanzia monohydrátu uhličitanu amónneho. Acta Crystallographica, oddiel B, štrukturálna veda, krištáľové inžinierstvo a materiály, 70 (Pt6), 948 - 962.
- Wikipedia. (2018). Uhličitan amónny. Zdroj: 25. marca 2018, z Wikipedia: en.wikipedia.org
- Chemická spoločnosť. (2018). Chemická spoločnosť. Získané 25. marca 2018 od The Chemical Company: thechemco.com