- Fysiske og kemiske egenskaber
- Kemisk struktur
- Strukturelle nysgerrigheder
- Applikationer
- Risici
- Referencer
Den ammoniumcarbonat er et uorganisk salt nitrogen, ammonium- specifikt den kemiske formel (NH 4) 2 CO 3. Det produceres af syntetiske fremgangsmåder, blandt hvilke sublimering af en blanding af ammoniumsulfat og calciumcarbonat skiller sig ud: (NH 4) 2 SO 4 (s) + CaCO 3 (s) => (NH 4) 2 CO 3 (r) + CaSO 4 (r).
Generelt opvarmes ammonium- og calciumcarbonatsaltene i en beholder til fremstilling af ammoniumcarbonatet. Den industrielle metode, der producerer tonsvis af dette salt, består af at føre kuldioxid gennem en absorptionssøjle, der indeholder en opløsning af ammonium i vand, efterfulgt af destillation.
Dampe indeholdende ammonium, kuldioxid og vand kondenserer til formular ammoniumcarbonat krystaller: 2nH 3 (g) + H 2 O (l) + CO 2 (g) → (NH 4) 2 CO 3 (s). I reaktionen, kulsyre, H 2 CO 3, produceres efter opløsning kuldioxid i vand, og det er denne syre, der giver sine to protoner, H +, til to ammoniakmolekyler.
Fysiske og kemiske egenskaber
Det er et hvidt, krystallinsk, farveløst fast stof med stærk ammoniak lugt og smag. Det smelter ved 58 ° C og nedbrydes til ammoniak, vand og kuldioxid: nøjagtigt den forrige kemiske ligning, men i modsat retning.
Men denne nedbrydning sker i to trin: først et molekyle af NH 3 er frigivet, producerer ammoniumbicarbonat (NH 4 HCO 3); og for det andet, hvis opvarmningen fortsætter, er carbonatet uforholdsmæssigt og frigiver endnu mere gasformig ammoniak.
Det er et fast stof, der er meget opløseligt i vand og mindre opløseligt i alkoholer. Det danner brintbindinger med vand, og når 5 gram opløses i 100 gram vand, genererer det en basisk opløsning med en pH-værdi på omkring 8,6.
Dens høje affinitet for vand gør det til et hygroskopisk fast stof (det absorberer fugt), og det er derfor, det er vanskeligt at finde det i sin vandfri form. Faktisk sin monohydreret form (NH 4) 2 CO 3 · H 2 O), er den mest almindelige af alle og forklarer, hvordan salt bærer ammoniakgas, der forårsager lugt.
I luft det nedbrydes til frembringelse ammoniumhydrogencarbonat og ammoniumcarbonat (NH 4 NH 2 CO 2).
Kemisk struktur
Det øverste billede illustrerer den kemiske struktur af ammoniumcarbonat. I midten er anionen CO 3 2–, den flade trekant med en sort center og røde kugler; og på sine to sider, de NH 4 + ammoniumkationer med tetraedriske geometrier.
Geometrien af ammoniumionen forklares ved sp 3- hybridiseringen af nitrogenatomet, hvor brintatomerne (de hvide sfærer) arrangeres omkring det i form af en tetrahedron. Blandt de tre ioner etableres interaktioner ved hjælp af brintbindinger (H 3 N-H-O-CO 2 2).
Takket være dens geometri kan en enkelt CO 3 2- anion danne op til tre brintbindinger; mens NH 4 + kationer kan ikke være i stand til at danne deres tilsvarende fire hydrogenbindinger grund af elektrostatiske repulsioner mellem deres positive ladninger.
Resultatet af alle disse interaktioner er krystallisationen af et orthorhombisk system. Hvorfor er det så hygroskopisk og opløseligt i vand? Svaret er i det samme afsnit ovenfor: brintbindinger.
Disse interaktioner er ansvarlige for den hurtige absorption af vand fra det vandfri salt til formen (NH 4) 2 CO 3 · H 2 O). Dette resulterer i ændringer i det rumlige arrangement af ionerne og følgelig i krystalstrukturen.
Strukturelle nysgerrigheder
Så simpelt som (NH 4) 2 CO 3 udseende, det er så følsom over for utallige transformationer at dens struktur er et mysterium underlagt den sande sammensætning af det faste stof. Denne struktur varierer også afhængigt af det tryk, der påvirker krystallerne.
Nogle forfattere har fundet, at ioner er arrangeret som hydrogenbundne koplanare kæder (dvs. en kæde med en sekvens NH 4 + CO 3 2- -…), hvor vandmolekyler sandsynligvis tjene som linkere til andre. kæder.
I øvrigt, hvordan er disse krystaller i tværs af den jordiske himmel i rummet eller interstellære forhold? Hvad er deres sammensætninger med hensyn til stabiliteten af karbonatarterne? Der er undersøgelser, der bekræfter den store stabilitet af disse krystaller fanget i planetariske ismasser og kometer.
Dette giver dem mulighed for at fungere som kulstof-, nitrogen- og brintreserver, som, modtagende solstråling, kan omdannes til organisk materiale såsom aminosyrer.
Med andre ord kan disse frosne ammoniakblokke være bærere af "det hjul, der starter livets maskineri" i kosmos. Af disse grunde vokser hans interesse for astrobiologi og biokemi.
Applikationer
Det bruges som surt middel, da det opvarmes, når det opvarmes, kuldioxid og ammoniumgasser. Ammoniumcarbonat er, hvis du vil, en forløber for moderne bagepulver og kan bruges til at bage cookies og fladbrød.
Det anbefales dog ikke til bagning af kager. På grund af kagernes tykkelse fanges ammoniumgasserne inde og giver en ubehagelig smag.
Det bruges som slimløsende middel, det vil sige, det lindrer hoste ved at afbryde bronchiale rør. Det har fungicid virkning, der bruges af denne grund i landbruget. Det er også en surhedsregulator, der er til stede i fødevarer, og bruges til organisk syntese af urinstof under høje trykbetingelser og af hydantoiner.
Risici
Ammoniumcarbonat er yderst giftigt. Fremstiller akut irritation af mundhulen hos mennesker ved kontakt.
Derudover forårsager den maveirritation, hvis den indtages. En lignende handling observeres i øjne udsat for ammoniumcarbonat.
Indånding af gasser fra nedbrydning af salt kan irritere næse, hals og lunger og forårsage hoste og åndedrætsbesvær.
Akut eksponering af fastehunde til ammoniumcarbonat i en dosis på 40 mg / kg kropsvægt medfører opkast og diarré. Højere doser ammoniumcarbonat (200 mg / kg kropsvægt) er ofte dødelige. En hjerteskade er angivet som dødsårsagen.
Hvis det opvarmes til meget høje temperaturer og i iltberiget luft, frigiver det giftige NO 2- gasser.
Referencer
- Pubchem. (2018). Ammoniumcarbonat. Hentet den 25. marts 2018 fra PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Organisk kemi-portal. ((2009-2018)). Bucherer-Bergs-reaktion. Hentet den 25. marts 2018 fra Organic Chemistry Portal: www.organic-chemistry.org
- Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Kemiske reaktioner under ultrahøjt tryk: ureasyntese fra fast ammoniumcarbonat. Gennemgangen af Japansk fysisk kemi, 21: 32-40
- Fortes, AD, Wood, IG, Alfè, D., Hernández, ER, Gutmann, MJ, & Sparkes, HA (2014). Struktur, hydrogenbinding og termisk ekspansion af ammoniumcarbonatmonohydrat. Acta Crystallographica Sektion B, Strukturvidenskab, Crystal Engineering and Materials, 70 (Pt6), 948–962.
- Wikipedia. (2018). Ammoniumcarbonat. Hentet den 25. marts 2018 fra Wikipedia: en.wikipedia.org
- Den kemiske virksomhed. (2018). Den kemiske virksomhed. Hentet den 25. marts 2018 fra The Chemical Company: thechemco.com