HYDROXID AMÓNNY: ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI A POUŽITIE - CHÉMIA - 2026

Hydroxid amónny je zlúčenina molekulárnym vzorcom NH ₄ OH alebo H ₅ NO produkovaný rozpustení plynného amoniaku (NH ₃ ) vo vode. Z tohto dôvodu sa nazýva čpavková voda alebo tekutý čpavok.

Je to bezfarebná kvapalina s veľmi intenzívnym a ostrým zápachom, ktorá nie je izolovateľná. Tieto vlastnosti sú v priamej súvislosti s koncentráciou NH _3, rozpusteného vo vode; Koncentrácia, ktorá v skutočnosti môže byť plynom, môže zahrňovať obrovské množstvá rozpusteného v malom objeme vody.

Zdroj: Gabriel Bolívar

Výrazne malá časť týchto vodných roztokoch sa skladá z NH ₄ ⁺ katióny a OH ^- aniónov . Na druhej strane, vo veľmi zriedených roztokoch alebo mrazených pevných látok pri veľmi nízkych teplotách, amoniak možno nájsť vo forme hydrátov, ako sú: NH ₃ ∙ H ₂ O, 2NH ₃ ∙ H ₂ O a NH ₃ ∙ 2H ₂ O.

Je zvláštne, že Jupiterove oblaky sú tvorené zriedenými roztokmi hydroxidu amónneho. Vesmírna sonda Galileo však nenašla vodu v oblakoch planéty, čo by sa dalo očakávať na základe poznatkov o tvorbe hydroxidu amónneho; to znamená, že sú absolútne bezvodé NH ₄ OH kryštály .

Ión amónny (NH ₄ ⁺ ), sa vyrába v renálnej tubulárnej lumen Úniou amoniaku a vodíka, vylučovaného renálnej tubulárnej bunky. Amoniak sa tiež produkuje v obličkových tubulárnych bunkách v procese transformácie glutamínu na glutamát a následne v premene glutamátu na a-ketoglutarát.

Amoniak sa vyrába priemyselne pomocou metódy Haber-Bosch, pri ktorej reagujú plyny dusíka a vodíka; použitie iónov železitých, oxidu hlinitého a oxidu draselného ako katalyzátorov. Reakcia sa uskutočňuje pri vysokých tlakoch (150 až 300 atmosfér) a vysokých teplotách (400 až 500 ° C), s výťažkom 10 až 20%.

Pri reakcii vzniká amoniak, ktorý po oxidácii produkuje dusitany a dusičnany. Tieto sú nevyhnutné pri získavaní kyseliny dusičnej a hnojív, ako je dusičnan amónny.

Chemická štruktúra

Podľa jeho definície hydroxid amónny pozostáva z vodného roztoku plynného amoniaku. Z tohto dôvodu, v kvapaline, nie je definovaná okrem toho, že náhodné usporiadanie NH štruktúry ₄ ⁺ a OH ^- ióny solvatované molekulami vody.

Amónne a hydroxylové ióny sú produktmi hydrolytickej rovnováhy v amoniaku, takže je bežné, že tieto roztoky majú štipľavý zápach:

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

Podľa chemickej rovnice by vysoký pokles koncentrácie vody posunul rovnováhu na tvorbu väčšieho množstva amoniaku; to znamená, že pri zahrievaní hydroxidu amónneho sa uvoľňujú pary amoniaku.

Z tohto dôvodu, NH ₄ ⁺ a OH ^- ióny nepodarí vytvárajú kryštálovú za pozemských podmienkach, čo znamená, že pevná základňa NH ₄ OH neexistuje.

Uvedená pevná látka by mala pozostávať iba z elektrostaticky interagujúcich iónov (ako je vidieť na obrázku).

Amoniakový ľad

Avšak pri teplotách výrazne pod 0 ° C a obklopených obrovskými tlakmi, ako sú tlaky prevládajúce v jadrách zamrznutých mesiacov, amoniak a voda mrznú. Pritom sa kryštalizujú do pevnej zmesi s rôznymi stechiometrických pomerov, najjednoduchším bytia NH ₃ ∙ H ₂ O: monohydrát amoniaku.

NH ₃ ∙ H ₂ O a NH ₃ ∙ 2H ₂ O sú amoniak ľad, pretože pevný pozostáva z kryštalického usporiadania vody a amoniaku molekúl viazaných vodíkovými väzbami.

Vzhľadom k tomu, zmeny v T a P, podľa výpočtových štúdií, ktoré simulujú všetky fyzikálnych veličín a ich účinky v nasledujúcich zmrzliny, prechod nastane z NH ₃ ∙ nH ₂ O fázy do NH ₄ OH fáze .

Preto iba za týchto extrémnych podmienkach, NH ₄ OH môžu existovať ako produkt protonizáciu v ľade medzi NH ₃ a H ₂ O:

NH ₃ (s) + H ₂ O (y) <=> NH ₄ OH (y)

Všimnite si, že tentoraz, na rozdiel od hydrolýzy amoniakom, sú príslušné druhy v tuhej fáze. Amoniakový ľad, ktorý z neho vyprcháva slaná voda bez uvoľňovania amoniaku.

Fyzikálne a chemické vlastnosti

Molekulárny vzorec

NH ₄ OH alebo H ₅ NO

Molekulová hmotnosť

35,046 g / mol

vzhľad

Je to bezfarebná tekutina.

sústredenie

Až asi 30% (pre NH ₄ ⁺ a OH ^- ióny ).

vône

Veľmi silný a ostrý.

príchuť

Aker.

Hraničná hodnota

34 ppm pre nešpecifickú detekciu.

Bod varu

38 ° C (25%).

rozpustnosť

Existuje iba vo vodnom roztoku.

Rozpustnosť vo vode

Miešateľné v neobmedzených pomeroch.

Hustota

0,90 g / cm ³ pri 25 ° C

Hustota pár

Vo vzťahu k vzduchu považovanému za jednotu: 0.6. To znamená, že je menej hustá ako vzduch. Avšak, logicky stanovenej hodnoty sa odkazuje na amoniak vo forme plynu, a to na jeho vodné roztoky, alebo NH ₄ OH.

Tlak vodnej pary

2 160 mmHg pri 25 ° C

Žieravé pôsobenie

Je schopný rozpúšťať zinok a meď.

pH

11,6 (1N roztok); 11,1 (0,1 N roztok ) a 10,6 (0,01 N roztok).

Disociačná konštanta

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

pKb = 4,751; Kb = 1774 x 10 ^-5 pri teplote 25 ° C.

Zvýšenie teploty takmer neznateľne zvyšuje zásaditosť hydroxidu amónneho.

názvoslovie

Aké sú všetky bežné aj oficiálne mená NH ₄ OH? Podľa toho, čo stanovuje IUPAC, je jeho názvom hydroxid amónny, pretože obsahuje hydroxylový anión.

Amoniak je vďaka svojmu náboju +1 jednoväzbový, takže podľa nomenklatúry Stock sa nazýva: hydroxid amónny (I).

Aj keď použitie termínu hydroxid amónny je technicky nesprávne, pretože zlúčenina nie je izolovateľná (aspoň nie na Zemi, ako je podrobne vysvetlené v prvej časti).

Hydroxid amónny sa tiež nazýva amoniaková voda a tekutý amoniak.

rozpustnosť

NH ₄ OH neexistuje ako soľ v pozemských podmienkach, nemožno odhadnúť, ako rozpustné, že je v rôznych rozpúšťadlách.

Napriek tomu sa očakáva, že bude veľmi rozpustná vo vode, pretože jeho rozpustení sa uvoľňujú enormné množstvo NH ₃ . Teoreticky by to bol úžasný spôsob skladovania a prepravy amoniaku.

V iných rozpúšťadlách schopných prijať vodíkové väzby, ako sú alkoholy a amíny, by sa dalo očakávať, že by boli v nich tiež veľmi rozpustné. Tu NH ₄ ⁺ katión , je pre vytvorenie vodíkové väzby darcu, a OH ^- slúži ako oboje.

Príklady týchto interakcií s metanolom by bolo: H ₃ N ⁺ -H - OHCH ₃ a HO ^- - HOCH ₃ (OHCH ₃ ukazuje, že sa kyslík dostáva vodíkovú väzbu, nie je to metylová skupina je viazaná na atóm vodíka).

riziká

-Kontakt s očami spôsobuje podráždenie, ktoré môže viesť k poškodeniu očí.

- Je to žieravé. Preto kontakt s pokožkou môže spôsobiť podráždenie a vysoké koncentrácie činidla, môže spôsobiť popáleniny kože. Opakovaný kontakt hydroxidu amónneho s pokožkou môže spôsobiť jej suchosť, svrbenie a začervenanie (dermatitída).

-Vdýchnutie spreja hydroxidu amónneho môže spôsobiť akútne podráždenie dýchacích ciest, ktoré sa vyznačuje zadusením, kašľom alebo dýchavičnosťou. Dlhodobé alebo opakované vystavenie látke môže mať za následok opakujúce sa infekcie priedušiek. Vdýchnutie hydroxidu amónneho môže tiež spôsobiť podráždenie pľúc.

- Vystavenie vysokým koncentráciám hydroxidu amónneho môže predstavovať lekársku pohotovosť, pretože môže dôjsť k hromadeniu tekutín v pľúcach (pľúcny edém).

- Koncentrácia 25 ppm sa považuje za expozičný limit pri 8-hodinovej pracovnej zmene v prostredí, v ktorom je pracovník vystavený škodlivému pôsobeniu hydroxidu amónneho.

reaktivita

- Okrem možného poškodenia zdravia účinkom hydroxidu amónneho existujú aj ďalšie bezpečnostné opatrenia, ktoré je potrebné zohľadniť pri práci s látkou.

- Hydroxid amónny môže reagovať s mnohými kovmi, ako sú: striebro, meď, olovo a zinok. Reaguje tiež so soľami týchto kovov za vzniku výbušných zlúčenín a uvoľňuje plynný vodík; čo je horľavé a výbušné.

- Môže prudko reagovať so silnými kyselinami, napríklad: kyselina chlorovodíková, kyselina sírová a kyselina dusičná. Rovnakým spôsobom tiež reaguje s dimetylsulfátom a halogénmi.

- reaguje so silnými zásadami, ako je hydroxid sodný a hydroxid draselný, za vzniku plynného amoniaku. Toto môže byť overené pozorovaním rovnováhy v roztoku, v ktorom je pridávanie OH ^- ióny sa posúva rovnováha k vzniku NH ₃ .

- Na manipuláciu s hydroxidom amónnym by sa kvôli manipulácii s hydroxidom amónnym nemali používať kovové a hliníkové kovy ani iné galvanizované kovy, pretože na ne pôsobí korozívne.

aplikácia

V potrave

-Používa sa ako prísada v mnohých potravinách, v ktorých pôsobí ako kvasiaci prostriedok, ako prostriedok na kontrolu pH a ako konečný prostriedok pre povrch potravín.

- Zoznam potravín, v ktorých sa používa hydroxid amónny, je rozsiahly a zahŕňa pečivo, syry, čokolády, cukrovinky a pudingy.

- Hydroxid amónny je FDA klasifikovaný ako neškodná látka na spracovanie potravín, pokiaľ sa dodržiavajú stanovené normy.

- V mäsových výrobkoch sa používa ako antimikrobiálne činidlo, pretože je schopný odstraňovať baktérie, ako je E. coli, a znižovať ich na nedetegovateľné úrovne. Baktérie sa nachádzajú v črevách hovädzieho dobytka a prispôsobujú sa kyslému prostrediu. Reguláciou pH zabraňuje hydroxid amónny rast baktérií.

Therapeutics

- Hydroxid amónny má niekoľko terapeutických použití vrátane:

- 10% roztok sa používa ako stimulátor respiračného reflexu

- Navonok sa používa na pokožku na ošetrenie uhryznutia hmyzom a uhryznutím. - Pôsobí v tráviacom trakte ako antacidum a keratín, to znamená, že pomáha odstraňovať plyny.

Okrem toho sa používa ako lokálne utieradlo pri akútnej a chronickej muskuloskeletálnej bolesti. V dôsledku pôsobenia hydroxidu amónneho na rub má miestne zvýšenie prietoku krvi, sčervenanie a podráždenie.

Priemyselné a rôzne

- Účinkuje pri redukcii NOx (vysoko reaktívne plyny, ako je oxid dusnatý (NO) a oxid dusičitý (NO ₂ )) na emisie batérií a znižovanie NOx v emisiách komínov.

-Používa sa ako plastifikátor; prísada do farieb a na ošetrenie povrchov.

- Zvyšuje pórovitosť vlasov, čo umožňuje farbivým pigmentom dosiahnuť väčšiu penetráciu, čím sa dosiahne lepšia povrchová úprava.

- Hydroxid amónny sa používa ako antimikrobiálne činidlo pri úprave odpadových vôd. Okrem toho sa podieľa na syntéze chlóramínu. Táto látka plní pri čistení bazénovej vody funkciu podobnú chlóru a má tú výhodu, že je menej toxická.

- Používa sa ako inhibítor korózie v procese rafinácie oleja.

-Používa sa ako čistiaci prostriedok v rôznych priemyselných a komerčných výrobkoch a používa sa na rôznych povrchoch vrátane nehrdzavejúcej ocele, porcelánu, skla a rúry.

- Okrem toho sa používa pri výrobe detergentov, mydiel, farmaceutických výrobkov a tlačiarenských farieb.

V poľnohospodárstve

Aj keď sa nepodáva priamo ako hnojivo, hydroxid amónny to robí. Amoniak sa vyrába z atmosférického dusíka metódou Haber-Bosch a prepravuje sa v chlade pod bodom varu (-33 ° C) na miesta použitia.

Tlaková amoniak sa vstrekuje vo forme pary, do pôdy, kde sa okamžite reaguje s vodou a pôdnych prechádza do forme amoniaku (NH ₄ ⁺ ), ktoré sa udržiava v aktivovaný katexovými miestami pôdy. Ďalej sa vyrába hydroxid amónny. Tieto zlúčeniny sú zdrojom dusíka.

Spolu s fosforom a draslíkom predstavuje dusík tri hlavné živiny rastlín nevyhnutné pre ich rast.

Referencie

1. Ganong, WF (2002), Medical Physiology. 19. vydanie. Redakčný manuál Moderno.
2. AD Fortes, JP Brodholt, IG Wood a L. Vocadlo. (2001). Ab initio simulácia monohydrátu amoniaku (NH ₃ ∙ H ₂ O) a hydroxid amónny (NH ₄ OH). Americký fyzikálny inštitút. J. Chem. Phys., Zv. 115, č. 15, 15.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (6. februára 2017). Fakty o hydroxidu amónnom. Získané z: thinkco.com
4. Pochteca Group. (2015). Hydroxid amónny. pochteca.com.mx
5. NJ Health. (SF). Informačný prehľad o nebezpečných látkach: Hydroxid amónny. , Získané z: nj.gov
6. Učiteľ chémie. (2018). Hydroxid amónny. Získané z: chemistrylearner.com
7. PubChem. (2018). Hydroxid amónny. Získané z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov