Amonija karbonāta īpašības, struktūra, lietošanas veidi un riski



The amonija karbonāts ir neorganisks slāpekļa sāls, īpaši amonjaks, kura ķīmiskā formula ir (NH4)2CO3. Tas ir izstrādāts ar sintēzes metodēm, kurās ir vērts pieminēt amonija sulfāta un kalcija karbonāta maisījuma sublimāciju: (NH4)2SO4(s) + CaCO3(s) => (NH4)2CO3(s) + CaSO4(-i).

Parasti amonija un kalcija karbonāta sāļus silda tvertnē, lai iegūtu amonija karbonātu. Rūpnieciskā metode, kas ražo tonnas šī sāls, ir izdalīt oglekļa dioksīdu caur absorbcijas kolonnu, kas satur amonija šķīdumu ūdenī, kam seko destilācija..

Tvaiki, kas satur amonija, oglekļa dioksīdu un ūdeni, kondensējas, veidojot amonija karbonāta kristālus: 2NH3(g) + H2O (l) + CO2(g) → (NH4)2CO3(-i) Reakcijā rodas ogļskābe, H2CO3, pēc oglekļa dioksīda izšķīdināšanas ūdenī, un tieši šī skābe atdod savus divus protonus, H+, divām amonjaka molekulām.

Indekss

  • 1 Fizikālās un ķīmiskās īpašības
  • 2 Ķīmiskā struktūra
    • 2.1. Strukturālās intereses
  • 3 Lietojumi
  • 4 Riski
  • 5 Atsauces

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

Tas ir balts ciets, kristālisks un bezkrāsains, ar spēcīgām smaržām un amonjaka garšu. Tas kūst 58 ° C temperatūrā, sadaloties amonjakā, ūdenī un oglekļa dioksīdā: tieši iepriekš minētais ķīmiskais vienādojums, bet pretējā virzienā.

Tomēr šī sadalīšanās notiek divos posmos: vispirms tiek atbrīvota NH molekula3, ražo amonija bikarbonātu (NH4HCO3); un, otrkārt, ja karsēšana turpinās, karbonāts ir nesamērīgs, atbrīvojot vēl vairāk gāzveida amonjaka.

Tā ir cieta viela, kas ļoti labi šķīst ūdenī un mazāk šķīst spirtiem. Tas veido ūdeņraža tiltus ar ūdeni, un, izšķīdinot 5 gramus 100 gramos ūdens, tas rada pamata šķīdumu ar pH aptuveni 8,6..

Tā augstā afinitāte pret ūdeni padara to par higroskopisku cietvielu (absorbē mitrumu), un tāpēc ir grūti to atrast bezūdens formā. Faktiski tā monohidrāta forma (NH4)2CO3· H2O), ir visbiežāk sastopamais un izskaidro, kā sāls ir amonjaka gāzes nesējs, kas izraisa smaku.

Gaisā tā sadalās, veidojot amonija bikarbonātu un amonija karbonātu (NH4NH2CO2).

Ķīmiskā struktūra

Amonija karbonāta ķīmiskā struktūra ir attēlota augšējā attēlā. Vidū ir CO anjons32-, plakano trīsstūri ar melno centru un sarkanajām sfērām; un abās pusēs - amonija NH katjoni4+ ar tetraedrisko ģeometriju.

Amonija jonu ģeometriju skaidro ar spibridizāciju3 no slāpekļa atoma, pasūtot ūdeņraža atomus (baltās sfēras) ap to tetrahedrona formā. Mijiedarbību starp trim joniem nosaka ūdeņraža saites (H3N-H-O-CO22-).

Pateicoties tās ģeometrijai, viens anjons CO32- tas var veidot līdz trim ūdeņraža tiltiem; kamēr NH katjoni4+ varbūt viņi nevar veidot atbilstošos četrus ūdeņraža tiltus, jo to pozitīvie lādiņi ir elektrostatiski.

Visu šo mijiedarbību rezultāts ir ororombombiskas sistēmas kristalizācija. Kāpēc tā ir tik higroskopiska un ūdenī šķīst? Atbilde ir minētajā punktā: ūdeņraža tilti.

Šīs mijiedarbības ir atbildīgas par ūdens ātru uzsūkšanos no bezūdens sāls, lai veidotos (NH4)2CO3· H2O). Tā rezultātā mainās jonu telpiskais izkārtojums un līdz ar to kristāliskā struktūra.

Strukturālās intereses

Tik vienkārši, kā izskatās (NH4)2CO3, tā ir tik jutīga pret bezgalīgām transformācijām, ka tās struktūra ir noslēpums, kas ir atkarīgs no cietā faktiskā sastāva. Šī struktūra mainās arī atkarībā no spiediena, kas ietekmē kristālus.

Daži autori ir secinājuši, ka jonus pasūta kā koplanāras ķēdes, kas saistītas ar ūdeņraža saitēm (ti, ķēdi ar NH secību).4+-CO32--...) kurā ūdens molekulas var kalpot kā savienotāji ar citām ķēdēm.

Vēl vairāk, kā šie kristāli šķērso sauszemes debesis, ir telpiski vai starpzvaigžņu apstākļi? Kādas ir jūsu kompozīcijas attiecībā uz gāzēto sugu stabilitāti? Ir pētījumi, kas apstiprina šo kristālu lielo stabilitāti planētas ledus masās un kometās.

Tas ļauj tām darboties kā oglekļa, slāpekļa un ūdeņraža rezervēm, kuras saules staru saņemšanā var pārveidot par organiskām vielām, piemēram, aminoskābēm..

Tas nozīmē, ka šie ledus amonjaka bloki var būt „riteņa, kas sāk dzīvības mehānismu” nesēji kosmosā. Šo iemeslu dēļ pieaug viņa interese par astrobioloģiju un bioķīmiju.

Lietojumi

To lieto kā raudzēšanas līdzekli, jo, sildot, tas rada oglekļa dioksīdu un amonija gāzes. Ja vēlaties, amonija karbonāts ir moderna cepšanas pulvera priekštecis un to var izmantot, lai ceptu cepumus un plakanus cepumus.

Tomēr tās lietošana kūku cepšanai nav ieteicama. Kūkas biezuma dēļ amonjaka gāzes paliek iekšā un rada nepatīkamu garšu.

To lieto kā atkrēpošanas līdzekli, tas ir, mazina klepu, nomācot bronhus. Tam ir fungicīdu iedarbība, ko izmanto šī iemesla dēļ lauksaimniecībā. Tas ir arī pārtikas produktos esošā skābuma regulators un tiek izmantots urīnvielas organiskajā sintēzē augsta spiediena apstākļos un hidantoīnos..

Riski

Amonija karbonāts ir ļoti toksisks. Tas cilvēkiem rada akūtu iekaisumu mutes dobumā, kad tas nonāk saskarē.

Turklāt, ja tas tiek uzņemts, tas izraisa kuņģa kairinājumu. Līdzīga iedarbība novērota acīs, kas pakļautas amonija karbonātam.

Sāls sadalīšanās gāzu ieelpošana var kairināt degunu, rīkles un plaušas, izraisot klepu un elpošanas traucējumus..

Akūta ekspozīcija tukšā dūšā ar amonija karbonātu 40 mg / kg devā izraisa vemšanu un caureju. Vislielākās amonija karbonāta devas (200 mg / kg svara) parasti ir letālas. Sirds bojājums ir norādīts kā nāves cēlonis.

Ja tas tiek sasildīts līdz ļoti augstai temperatūrai un gaisā, kas bagātināts ar skābekli, tas izdala toksiskas NO gāzes.2.

Atsauces

  1. PubChem. (2018). Amonija karbonāts. Saturs iegūts 2018. gada 25. martā no PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  2. Organiskās ķīmijas portāls. ((2009-2018)). Bucherer-Bergs reakcija. Saturs iegūts 2018. gada 25. martā no Organic Chemistry Portal: www.organic-chemistry.org
  3. Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Ķīmiskās reakcijas ultra augstā spiedienā: urīnvielas sintēze no cietā amonija karbonāta. Japānas fizikālās ķīmijas apskats, 21: 32-40
  4. Fortes, A. D., Wood, I. G., Alfè, D., Hernandez, E. R., Gutmann, M. J., & Sparkes, H. A. (2014). Amonija karbonāta monohidrāta struktūra, ūdeņraža saite un termiskā izplešanās. Acta Crystallographica B sadaļa, Strukturālā zinātne, Kristāla inženierija un materiāli, 70(Pt6), 948-962.
  5. Vikipēdija. (2018). Amonija karbonāts. Saturs iegūts 2018. gada 25. martā no Wikipedia: en.wikipedia.org
  6. Ķīmiskais uzņēmums. (2018). Ķīmiskais uzņēmums. Saturs iegūts 2018. gada 25. martā no The Chemical Company: thechemco.com