Lastnosti, struktura, uporabe in tveganja amonijevega karbonata



The amonijevega karbonata je anorganska dušikova sol, zlasti amoniakalna, katere kemijska formula je (NH4)2CO3. Izdelana je s sinteznimi metodami, med katerimi je treba omeniti uporabo sublimacije zmesi amonijevega sulfata in kalcijevega karbonata:4)2SO4(s) + CaCO3(s) => (NH4)2CO3(s) + CaSO4(s).

Na splošno se amonijeve in kalcijeve karbonatne soli segrejejo v posodi, da nastane amonijev karbonat. Industrijska metoda, ki proizvaja tone te soli, mora ogljikov dioksid prenesti skozi absorpcijsko kolono, ki vsebuje amonijevo raztopino v vodi, čemur sledi destilacija..

Hlapi, ki vsebujejo amonij, ogljikov dioksid in vodo, kondenzirajo in tvorijo kristale amonijevega karbonata: 2NH3(g) + H2O (l) + CO2(g) → (NH4)2CO3(s) Ogljikova kislina nastane v reakciji, H2CO3, po raztapljanju ogljikovega dioksida v vodi in prav ta kislina se odreče svojim protonom, H+, do dveh molekul amoniaka.

Indeks

  • 1 Fizikalne in kemijske lastnosti
  • 2 Kemijska struktura
    • 2.1 Strukturne zanimivosti
  • 3 Uporabe
  • 4 Tveganja
  • 5 Reference

Fizikalne in kemijske lastnosti

Je bel, trden, kristaliničen in brezbarven, z močnimi vonji in amonijskimi okusi. Topi se pri 58 ° C in razgradi v amoniak, vodo in ogljikov dioksid: natančno zgoraj navedeno kemijsko enačbo, vendar v nasprotni smeri.

Vendar pa se ta razgradnja zgodi v dveh korakih: najprej se sprosti NH molekula3, produkcija amonijevega bikarbonata (NH4HCO3); in drugič, če se segrevanje nadaljuje, je karbonat nesorazmeren in sprošča še več plinastega amoniaka.

Je trdna snov, zelo topna v vodi in manj topna v alkoholih. Oblikuje vodikove mostove z vodo, in ko se raztopi 5 gramov v 100 g vode, ustvari bazično raztopino s pH okoli 8,6..

Zaradi visoke afinitete za vodo je higroskopska trdna snov (absorbira vlago), zato jo je težko najti v brezvodni obliki. Dejansko je njegova monohidratna oblika (NH.)4)2CO3· H2O), je najpogostejši od vseh in pojasnjuje, kako je sol nosilec plina amoniaka, ki povzroča vonj.

V zraku se razgradi, da nastane amonijev bikarbonat in amonijev karbonat (NH4NH2CO2).

Kemijska struktura

Kemična struktura amonijevega karbonata je prikazana na zgornji sliki. V sredini je anion CO32-, ravno trikotnik s črnim središčem in rdečimi kroglami; in na obeh straneh amonijeve NH katione4+ s tetraedrično geometrijo.

Geometrija amonijevega iona je pojasnjena s sp hibridizacijo3 atomu dušika, pri čemer se vodikovi atomi (bele krogle) urejajo v obliki tetraedra. Med tremi ioni so vzpostavljene interakcije z vodikovimi vezmi (H3N-H-O-CO22-).

Zaradi svoje geometrije je en anionski CO32- lahko tvori do tri vodikove mostove; medtem ko so NH kationi4+ morda ne morejo oblikovati svojih štirih vodikovih mostov zaradi elektrostatičnih odbojev med svojimi pozitivnimi naboji.

Rezultat vseh teh interakcij je kristalizacija ortoromskega sistema. Zakaj je tako higroskopičen in topen v vodi? Odgovor je v zgornjem odstavku: vodikovi mostovi.

Te interakcije so odgovorne za hitro absorpcijo vode iz brezvodne soli, da nastane (NH.)4)2CO3· H2O). To ima za posledico spremembe v prostorski razporeditvi ionov in posledično v kristalni strukturi.

Strukturne zanimivosti

Tako preprosto, kot se zdi (NH4)2CO3, tako je občutljiva na neskončne transformacije, da je njena struktura skrivnost, ki je podvržena pravi sestavi trdne snovi. Ta struktura se spreminja tudi glede na pritiske, ki vplivajo na kristale.

Nekateri avtorji so ugotovili, da so ioni urejeni kot koplanarne verige, povezane z vodikovimi vezmi (tj. Veriga z NH sekvenco).4+-CO32--...) v katerih bodo verjetno vodne molekule služile kot priključki za druge verige.

Še več, kako presegati zemeljsko nebo, kako so ti kristali v prostorskih ali medzvezdnih pogojih? Kakšne so vaše kompozicije glede stabilnosti gaziranih vrst? Obstajajo študije, ki potrjujejo veliko stabilnost teh kristalov, ujetih v planetarne ledene mase in komete.

To jim omogoča, da delujejo kot rezerve ogljika, dušika in vodika, ki se lahko, ko prejmejo sončno sevanje, pretvorijo v organske snovi, kot so aminokisline..

To pomeni, da so lahko ti ledeni amoniakovi bloki nosilci "kolesa, ki inicira stroj življenja" v kozmosu. Zaradi tega se njegovo zanimanje za področje astrobiologije in biokemije povečuje.

Uporabe

Uporablja se kot vzhajališče, saj se pri segrevanju proizvaja ogljikov dioksid in amonijevi plini. Amonijev karbonat je, če želite, predhodnik sodobnih pekovskih praškov in se lahko uporablja za peko piškotkov in ravnih piškotov..

Vendar pa njegova uporaba za peko peciva ni priporočljiva. Zaradi debeline pekov se amoniakovi plini zadržijo v notranjosti in ustvarijo neprijeten okus.

Uporablja se kot izkašljevanje, to pomeni, da lajša kašelj z razkrvavitvijo bronhijev. Ima fungicidno delovanje, zato se uporablja v kmetijstvu. Je tudi regulator kislosti, ki je prisotna v živilih in se uporablja v organski sintezi sečnine pod visokim pritiskom in hidantoini.

Tveganja

Amonijev karbonat je zelo strupen. Pri človeku ustvarja akutno draženje ustne votline, ko se spravi v stik.

Poleg tega, če se zaužije, povzroči draženje želodca. Podobno delovanje opazimo pri očesih, izpostavljenih amonijevemu karbonatu.

Vdihavanje plinov razkroja soli lahko draži nos, grlo in pljuča, kar povzroča kašelj in dihalno stisko.

Akutna izpostavljenost psov na tešče amonijevemu karbonatu v odmerku 40 mg / kg povzroča bruhanje in drisko. Največji odmerki amonijevega karbonata (200 mg / kg teže) so običajno smrtonosni. Poškodba srca je označena kot vzrok smrti.

Če se segreje na zelo visoke temperature in v zraku, obogatenem s kisikom, oddaja strupene NO-pline.2.

Reference

  1. PubChem. (2018). Amonijev karbonat. Pridobljeno 25. marca 2018, iz PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  2. Portal za organsko kemijo. ((2009–2018)). Bucherer-Bergsova reakcija. Vzpostavljeno 25. marca 2018 s portala Organic Chemistry: www.organic-chemistry.org
  3. Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Kemične reakcije pod zelo visokim tlakom: sinteza sečnine iz trdnega amonijevega karbonata. Pregled fizikalne kemije na Japonskem, 21: 32-40
  4. Fortes, A.D., Wood, I.G., Alfè, D., Hernandez, E.R., Gutmann, M.J., & Sparkes, H.A. (2014). Struktura, vodikova vez in termična ekspanzija amonijevega karbonata monohidrata. Acta Crystallographica Oddelek B, Strukturne znanosti, Kristalno inženirstvo in materiali, 70(Pt6), 948-962.
  5. Wikipedija. (2018). Amonijev karbonat. Pridobljeno 25. marca 2018 iz Wikipedije: en.wikipedia.org
  6. Kemijsko podjetje. (2018). Kemijsko podjetje. Pridobljeno 25. marca 2018, od The Chemical Company: thechemco.com