AMMONIUMHYDROXID: STRUKTUR, EGENSKABER OG ANVENDELSER - KEMI - 2025

Den ammoniumhydroxid er en forbindelse med molekylformel NH ₄ OH eller H ₅ NO fremstillet ved opløsning af gas ammoniak (NH ₃) i vand. Af denne grund kaldes det ammoniakvand eller flydende ammoniak.

Det er en farveløs væske med en meget intens og skarp lugt, som ikke er isolerbar. Disse karakteristika er direkte relateret til koncentrationen af NH ₃ opløst i vandet; koncentration, der faktisk er en gas, kan omfatte enorme mængder af den opløst i en lille mængde vand.

Kilde: Gabriel Bolívar

En betydelig mindre del af disse vandige opløsninger består af NH ₄ ⁺ kationer og OH ^- anioner. På den anden side, i meget fortyndede opløsninger eller i frosne faste stoffer ved meget lave temperaturer, ammoniak kan findes i form af hydrater, såsom: NH ₃ ∙ H ₂ O, 2NH ₃ ∙ H ₂ O og NH ₃ ∙ 2H ₂ O.

Som en mærkelig kendsgerning består Jupiters skyer af fortyndede opløsninger af ammoniumhydroxid. Imidlertid kunne Galileo-rumssonden ikke finde vand i klodens skyer, hvilket forventes på grund af vores viden om dannelsen af ​​ammoniumhydroxid; dvs., de er helt vandfri NH ₄ OH krystaller.

Ammoniumionen (NH ₄ ⁺) produceres i den renale tubulære lumen ved foreningen af ammoniak og hydrogen, der udskilles af den renale tubulære celler. Ligeledes produceres ammonium i renale rørformede celler i processen med omdannelse af glutamin til glutamat og igen ved omdannelsen af ​​glutamat til a-ketoglutarat.

Ammoniak produceres industrielt ved Haber-Bosch-metoden, hvor nitrogen- og brintgasser omsættes; under anvendelse af ferriion, aluminiumoxid og kaliumoxid som katalysatorer. Reaktionen udføres ved høje tryk (150 - 300 atmosfærer) og høje temperaturer (400 -500 ºC) med et udbytte på 10-20%.

Ammoniak produceres i reaktionen, som når oxideres producerer nitritter og nitrater. Disse er vigtige for opnåelse af salpetersyre og gødning som ammoniumnitrat.

Kemisk struktur

Som dens definition indikerer, består ammoniumhydroxid af en vandig opløsning af ammoniakgas. Derfor i væsken, er der ingen defineret undtagen af et tilfældigt arrangement af NH struktur ₄ ⁺ og OH ^- ioner solvatiseret af vandmolekyler.

Ammonium- og hydroxylioner er produkter fra en hydrolyse-ligevægt i ammoniak, så det er almindeligt, at disse opløsninger har en skarp lugt:

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

I henhold til den kemiske ligning ville et højt fald i vandkoncentration flytte ligevægten til dannelse af mere ammoniak; det vil sige, når ammoniumhydroxid opvarmes, frigøres ammoniakdampe.

Derfor NH ₄ ⁺ og OH ^- ioner danner ikke en krystal under terrestriske forhold, som betyder, at den faste basis NH ₄ OH findes ikke.

Nævnte faste stof skal kun være sammensat af elektrostatisk interagerende ioner (som det ses på billedet).

Ammoniak is

Under temperaturer langt under 0 ° C og omgivet af enormt pres, såsom dem, der hersker i kernerne i frosne måner, ammoniak og vandfrysning. Derved de krystallisere i en fast blanding med forskellige støkiometriske forhold, den enkleste er NH ₃ ∙ H ₂ O: ammoniak monohydrat.

NH ₃ ∙ H ₂ O og NH ₃ ∙ 2H ₂ O er ammoniak is, da det faste stof består af en krystallinsk arrangement af vand og ammoniak molekyler bundet af hydrogenbindinger.

Givet en ændring i T og P, ifølge beregningsmæssige undersøgelser, der simulerer alle fysiske variable og deres virkninger på disse spiseis, en overgang forekommer fra en NH ₃ ∙ nH ₂ O fase til en NH ₄ OH fase.

Derfor kun under disse ekstreme forhold, NH ₄ kan OH eksistere som et produkt af protonering inden is mellem NH ₃ og H ₂ O:

NH ₃ (s) + H ₂ O (r) <=> NH ₄ OH (s)

Bemærk, at denne gang, i modsætning til ammoniakhydrolyse, er de involverede arter i en fast fase. En ammoniakis, der bliver salt uden frigivelse af ammoniak.

Fysiske og kemiske egenskaber

Molekylformel

NH ₄ OH eller H ₅ NO

Molekylær vægt

35,046 g / mol

Udseende

Det er en farveløs væske.

Koncentration

Op til ca. 30% (for NH ₄ ⁺ og OH ^- ioner).

Lugt

Meget stærk og skarp.

Smag

Hektar.

Tærskelværdi

34 ppm til ikke-specifik detektion.

Kogepunkt

38 ° C (25%).

Opløselighed

Det findes kun i vandig opløsning.

Vandopløselighed

Blandbar i ubegrænsede proportioner.

Massefylde

0,90 g / cm ³ ved 25 ° C

Dampdensitet

I forhold til luft taget som enhed: 0,6. Det vil sige, det er mindre tæt end luft. Logisk den rapporterede værdi refererer imidlertid til ammoniak som en gas, ikke dets vandige opløsninger eller NH ₄ OH.

Damptryk

2.160 mmHg ved 25 ° C

Ætsende handling

Det er i stand til at opløse zink og kobber.

pH

11,6 (1 N opløsning); 11,1 (0,1 N opløsning) og 10,6 (0,01 N opløsning).

Dissociation konstant

pKb = 4,767; Kb = 1,71 x ^10-5 ved 20 ºC

pKb = 4,751; Kb = 1.774 x ^10-5 ved 25 ºC

At forøge temperaturen forøger næsten umærkeligt basaliteten af ​​ammoniumhydroxid.

nomenklatur

Hvad er alle de almindelige og officielle navne på NH ₄ OH? I henhold til hvad IUPAC har fastlagt, hedder det ammoniumhydroxid, fordi det indeholder hydroxylanionen.

Ammonium er på grund af dens +1-ladning monovalent, så ved hjælp af stamnomenklaturen kaldes det som: ammoniumhydroxid (I).

Selvom anvendelsen af ​​udtrykket ammoniumhydroxid teknisk er ukorrekt, da forbindelsen ikke er isolerbar (i det mindste ikke på Jorden, som forklaret detaljeret i det første afsnit).

Også kaldes ammoniumhydroxid ammoniakvand og flydende ammoniak.

Opløselighed

NH ₄ OH ikke eksisterer som et salt i terrestriske forhold, kan det ikke anslået, hvor opløseligt det er i forskellige opløsningsmidler.

Imidlertid ville det forventes at være yderst opløseligt i vand, eftersom dens opløsning ville frigøre enorme mængder af NH ₃. Teoretisk set ville det være en fantastisk måde at opbevare og transportere ammoniak.

I andre opløsningsmidler, der er i stand til at acceptere hydrogenbindinger, såsom alkoholer og aminer, kan det forventes, at de også er meget opløselige i dem. Her NH ₄ ⁺ kation er en hydrogenbindingsdonor og OH ^- fungerer både.

Eksempler på disse interaktioner med methanol ville være: H ₃ N ⁺ -H - OHCH ₃ og HO ^- - HOCH ₃ (OHCH ₃ indikerer, at oxygen modtager hydrogenbinding, ikke at methylgruppen er bundet til H).

Risici

-Kontakt med øjnene forårsager irritation, der kan føre til øjenskade.

-Det er ætsende. Derfor kan det ved kontakt med huden forårsage irritation, og ved høje koncentrationer af reagenset forårsager det hudforbrænding. Gentagen kontakt af ammoniumhydroxid med huden kan forårsage, at den er tør, kløende og rød (dermatitis).

-Inhalering af ammoniumhydroxidspray kan forårsage akut irritation af luftvejene, kendetegnet ved kvælning, hoste eller åndenød. Langvarig eller gentagen eksponering for stoffet kan resultere i tilbagevendende infektioner i bronchier. Indånding af ammoniumhydroxid kan også forårsage irritation af lungerne.

- Eksponering for høje koncentrationer af ammoniumhydroxid kan udgøre en medicinsk nødsituation, da der kan opstå væskeopbygning i lungerne (lungeødem).

-Koncentrationen på 25 ppm er taget som en eksponeringsgrænse i et 8-timers arbejdsskifte i et miljø, hvor arbejderen udsættes for den skadelige virkning af ammoniumhydroxid.

Reaktivitet

- Ud over den potentielle sundhedsskade som følge af eksponering for ammoniumhydroxid er der andre forholdsregler, der skal tages i betragtning, når man arbejder med stoffet.

-Ammoniumhydroxid kan reagere med mange metaller, såsom: sølv, kobber, bly og zink. Det reagerer også med saltene af disse metaller for at danne eksplosive forbindelser og frigive brintgas; hvilket igen er brandfarligt og eksplosivt.

-Det kan reagere voldsomt med stærke syrer, for eksempel: saltsyre, svovlsyre og salpetersyre. Det reagerer også på samme måde med dimethylsulfat og halogener.

-Reagerer med stærke baser, såsom natriumhydroxid og kaliumhydroxid, og producerer luftformig ammoniak. Dette kan kontrolleres ved at observere ligevægt i opløsning, ved hvilken tilsætningen af OH ^- ioner ligevægten mod dannelsen af NH ₃.

-Kobber- og aluminiummetaller såvel som andre galvaniserede metaller bør ikke anvendes ved håndtering af ammoniumhydroxid på grund af dets korrosive virkning på dem.

Applikationer

I mad

-Det bruges som et tilsætningsstof i mange fødevarer, hvor det fungerer som et hævemiddel, pH-kontrol og efterbehandlingsmiddel til madoverfladen.

-Listen over fødevarer, hvori ammoniumhydroxid anvendes, er omfattende og inkluderer bagværk, ost, chokolade, slik og buddinger.

-Amonmonhydroxid klassificeres som et ufarligt stof af FDA til fødevareforarbejdning, så længe de etablerede standarder er fulgt.

-I kødprodukter bruges det som et antimikrobielt middel, der er i stand til at eliminere bakterier som E. coli, hvilket reducerer det til udetekterbare niveauer. Bakterierne findes i tarmen hos kvæg og tilpasser sig det sure miljø. Ved at regulere pH hindrer ammoniumhydroxid bakterievækst.

Therapeutics

-Ammoniumhydroxid har adskillige terapeutiske anvendelser, herunder:

-Den 10% opløsning bruges som et stimulerende middel til respirationsrefleksen

Eksternt bruges det på huden til behandling af insektbid og -bid. -Det fungerer i fordøjelsessystemet som et antacida og carminativt, det vil sige, det hjælper med at fjerne gasser.

Derudover bruges det som en aktuel rubefacient til akut og kronisk muskuloskeletalsmerter. Som en konsekvens af den irrelevante virkning af ammoniumhydroxid er der en lokal stigning i blodgennemstrømning, rødme og irritation.

Industri og Diverse

-Handlinger til reduktion af NOx (stærkt reaktive gasser som nitrogenoxid (NO) og nitrogendioxid (NO ₂)) til batteriemissioner og NOx reduktion i emissionerne af rygestack.

-Det bruges som blødgøringsmiddel; tilsætningsstof til maling og til behandling af overflader.

- Øger porøsiteten i håret, så farvestofpigmenterne får større penetration, hvilket giver en bedre finish.

-Ammoniumhydroxid bruges som et antimikrobielt middel til behandling af spildevand. Derudover er det involveret i syntesen af ​​chloramin. Dette stof udfører en funktion, der ligner klor i oprensningen af ​​swimmingpoolsvand, og har fordelen ved at være mindre giftig.

-Det bruges som en korrosionsinhibitor i olieraffineringsprocessen.

-Det bruges som et rengøringsmiddel i forskellige industrielle og kommercielle produkter, der bruges på forskellige overflader, herunder: rustfrit stål, porcelæn, glas og ovn.

-Det kan også bruges til fremstilling af vaskemidler, sæber, farmaceutiske stoffer og blæk.

I landbruget

Selvom det ikke administreres direkte som gødning, gør ammoniumhydroxid dette. Ammoniak produceres ud fra atmosfærisk nitrogen ved hjælp af Haber-Bosch-metoden og transporteres nedkølet under dets kogepunkt (-33 ºC) til brugsstederne.

Under tryk ammoniak indsprøjtes, i form af damp, i jorden, hvor den straks reagerer med edafiske vand og passerer ind i form af ammoniak (NH ₄ ⁺), som tilbageholdes i kationbytterharpikser lokaliteter af jorden. Derudover produceres ammoniumhydroxid. Disse forbindelser er en kilde til nitrogen.

Sammen med fosfor og kalium udgør nitrogen triaden af ​​de vigtigste plantenæringsstoffer, der er essentielle for deres vækst.

Referencer

1. Ganong, WF (2002). Medicinsk fysiologi. 19. udgave. Redaktionel manual Moderno.
2. AD Fortes, JP Brodholt, IG Wood og L. Vocadlo. (2001). Ab initio simulering af ammoniak monohydrat (NH ₃ ∙ H ₂ O) og ammoniumhydroxid (NH ₄ OH). American Institute of Physics. J. Chem. Phys., Bind 115, nr. 15, 15.
3. Helmenstine, Anne Marie, ph.d. (6. februar 2017). Fakta om ammoniumhydroxid. Gendannes fra: thoughtco.com
4. Pochteca Group. (2015). Ammoniumhydroxid. pochteca.com.mx
5. NJ Health. (Sf). Faktaark om farlige stoffer: Ammoniumhydroxid.. Gendannes fra: nj.gov
6. Kemi-studerende. (2018). Ammoniumhydroxid. Gendannes fra: chemistrylearner.com
7. Pubchem. (2018). Ammoniumhydroxid. Gendannes fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov