Ammoniumcarbonategenskaber, struktur, anvendelser og risici

den ammoniumcarbonat er et uorganisk nitrogensalt, specifikt ammoniak, hvis kemiske formel er (NH₄)₂CO₃. Den er udarbejdet ved hjælp af syntesemetoder, hvorunder anvendelsen af ​​sublimering af en blanding af ammoniumsulfat og calciumcarbonat er værd at nævne: (NH₄)₂SW₄(s) + CaCO₃(s) => (NH₄)₂CO₃(s) + CaSO₄(S).

Generelt er ammoniumsalte og calciumcarbonat opvarmet i en beholder for at forårsage ammoniumcarbonat. Den industrielle fremgangsmåde, der producerer tonsvis af dette salt består i, at absorption af carbondioxid søjle indeholdende ammoniakopløsning i vand, derefter udføre destillation.

Dampe indeholdende ammonium, carbondioxid og vand kondenserer for at danne ammoniumcarbonatkrystaller: 2NH₃(g) + H₂O (1) + CO₂(g) → (NH₄)₂CO₃(S). Carbonsyre fremstilles i reaktionen, H₂CO₃, efter opløsning af kuldioxid i vandet, og det er denne syre, der giver op to protoner, H⁺, til to ammoniakmolekyler.

indeks

• 1 Fysiske og kemiske egenskaber
• 2 Kemisk struktur
  • 2.1 Strukturelle nysgerrigheder
• 3 anvendelser
• 4 risici
• 5 referencer

Fysiske og kemiske egenskaber

Det er et hvidt faststof, krystallinsk og farveløst, med stærke dufte og ammoniakagtige smagsstoffer. Det smelter ved 58 ° C nedbrydes til ammoniak, vand og kuldioxid: Nøjagtigt den ovennævnte kemiske ligning, men i modsat retning.

Denne nedbrydning sker dog i to trin: først frigives et NH molekyle₃, Fremstilling af ammoniumbicarbonat (NH₄HCO₃); og for det andet, hvis opvarmningen fortsætter, er carbonatet uforholdsmæssigt udgivet, og frigiver endnu mere gasformig ammoniak.

Det er et fast, meget opløseligt i vand og mindre opløseligt i alkoholer. Det danner brintbroer med vand, og når det opløses 5 gram i 100 gram vand, frembringer det en basisk opløsning med en pH omkring 8,6.

Dens høje affinitet for vand gør det til et hygroskopisk fast stof (absorberer fugt), og derfor er det svært at finde det i vandfri form. Faktisk er dets monohydratform, (NH₄)₂CO₃· H₂O), er den mest almindelige af alle og forklarer, hvordan salt er bæreren af ​​ammoniakgas, hvilket forårsager lugt.

I luften nedbrydes det at producere ammoniumbicarbonat og ammoniumcarbonat (NH₄NH₂CO₂).

Kemisk struktur

Den kemiske struktur af ammoniumcarbonat er illustreret i det øvre billede. I midten er CO anionen₃^2-, den flade trekant med det sorte center og de røde kugler; og på begge sider ammonium ammoniumkationerne₄⁺ med tetrahedrale geometrier.

Geometrien af ​​ammoniumionen forklares ved sp hybridiseringen³ af nitrogenatomet, idet der bestilles hydrogenatomer (de hvide kugler) omkring det i form af en tetrahedron. Interaktioner etableres mellem de tre ioner ved hjælp af hydrogenbindinger (H₃N-H-O-CO₂^2-).

Takket være dens geometri er en enkelt anion CO₃^2- den kan danne op til tre brintbroer; mens NH kationerne₄⁺ måske kan de ikke danne deres tilsvarende fire brintbroer på grund af de elektrostatiske afstødninger mellem deres positive ladninger.

Resultatet af alle disse interaktioner er krystalliseringen af ​​et orthorhombisk system. Hvorfor er det så hygroskopisk og opløseligt i vand? Svaret er i samme afsnit ovenfor: Hydrogenbroer.

Disse vekselvirkninger er ansvarlige for hurtig absorption af vand fra det vandfrie salt til dannelse (NH₄)₂CO₃· H₂O). Dette resulterer i ændringer i ionernes rumlige arrangement og følgelig i den krystallinske struktur.

Strukturelle nysgerrigheder

Så simpelt som det ser ud (NH₄)₂CO₃, det er så følsomt over for uendelige transformationer, at dets struktur er et mysterium underlagt det sande præparat af det faste stof. Denne struktur varierer også i forhold til det tryk, der påvirker krystallerne.

Nogle forfattere har fundet ud af, at ioner er bestilt som coplanar-kæder forbundet med hydrogenbindinger (dvs. en kæde med en NH-sekvens).₄⁺-CO₃^2--...), hvor vandmolekyler sandsynligvis tjener som konnektorer til andre kæder.

Endnu mere, der overskrider den jordiske himmel, hvordan er disse krystaller i rumlige eller interstellære forhold? Hvad er dine kompositioner med hensyn til stabiliteten af ​​kulsyreholdige arter? Der er undersøgelser, der bekræfter den store stabilitet af disse krystaller fanget i planetiske ismasser og kometerne.

Dette gør det muligt for dem at fungere som reserver af kulstof, nitrogen og hydrogen, som modtager solstråling, kan omdannes til organisk materiale som aminosyrer..

Det vil sige, at disse isete ammoniakblokke kunne være bærere af "hjulet, der starter livets maskiner" i kosmos. Af disse grunde vokser hans interesse for astrobiologi og biokemi.

applikationer

Det anvendes som hævemiddel, eftersom når det opvarmes producerer kuldioxid og ammoniak gas. Ammoniumcarbonatet er, om ønsket, en forløber for moderne bagepulvere og kan bruges til kagebagning og kiks fly.

Det er dog ikke anbefalet at bruge det til bagning af kager. På grund af tykkelsen af ​​kagerne bevares ammoniakgasserne inde og producerer en ubehagelig smag.

Det bruges som en ekspektorant, det vil sige det lindrer hoste ved at decongestere bronchi. Det har fungicide handling, der anvendes af denne grund i landbruget. Det er også en regulator af surhedsgraden til stede i fødevarer og anvendes i den organiske syntese af urinstof under høje trykforhold og hydantoiner.

risici

Ammoniumcarbonat er meget giftigt. Det giver menneskene en akut irritation af mundhulen, når de sætter sig i kontakt.

Desuden, hvis det indtages det forårsager maveirritation. En lignende virkning observeres i øjne udsat for ammoniumcarbonat.

Indånding af salt nedbrydning gasser kan irritere næse, hals og lunger, forårsager hoste og åndedrætsbesvær.

Akut eksponering af faste hunde til ammoniumcarbonat i en dosis på 40 mg / kg forårsager opkastning og diarré. De højeste doser ammoniumcarbonat (200 mg / kg vægt) er normalt dødelige. En hjerteskader er angivet som dødsårsag.

Hvis det opvarmes til meget høje temperaturer og i en luft beriget med ilt, afgiver det giftige NO gasser.₂.

referencer

1. Pubchem. (2018). Ammoniumcarbonat. Hentet den 25. marts 2018, fra PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Organic Chemistry Portal. ((2009-2018)). Bucherer-Bergs Reaction. Hentet den 25. marts 2018, fra Organic Chemistry Portal: www.organic-chemistry.org
3. Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Kemiske reaktioner under ultrahøjt tryk: ureasyntese fra fast ammoniumcarbonat. Gennemgangen af ​​fysisk kemi i Japan, 21: 32-40
4. Fortes, A. D., Wood, I.G., Alfè, D., Hernandez, E.R., Gutmann, M.J. & Sparkes, H.A. (2014). Struktur, hydrogenbinding og termisk ekspansion af ammoniumcarbonatmonohydrat. Acta Crystallographica Sektion B, Strukturel Videnskab, Krystalteknik og Materialer, 70(Pt6), 948-962.
5. Wikipedia. (2018). Ammoniumcarbonat. Hentet den 25. marts 2018, fra Wikipedia: en.wikipedia.org
6. The Chemical Company. (2018). The Chemical Company. Hentet den 25. marts 2018 fra The Chemical Company: thechemco.com