- Fizikālās un ķīmiskās īpašības
- Ķīmiskā struktūra
- Strukturālās zinātkāres
- Lietojumprogrammas
- Riski
- Atsauces
Amonija karbonāts ir neorganiska sāls slāpeklis, amonija īpaši, ķīmiskā formula (NH 4 ) 2 CO 3 . To izgatavo ar sintētiskām metodēm, starp kurām izceļas amonija sulfāta un kalcija karbonāta maisījuma sublimācija: (NH 4 ) 2 SO 4 (s) + CaCO 3 (s) => (NH 4 ) 2 CO 3 (s) + CaSO 4 (s).
Parasti amonija un kalcija karbonāta sāļus karsē traukā, lai iegūtu amonija karbonātu. Rūpnieciskā metode, kurā iegūst tonnas šī sāls, sastāv no oglekļa dioksīda novadīšanas caur absorbcijas kolonnu, kurā atrodas amonija šķīdums ūdenī, pēc tam destilējot.
Tvaiki, kas satur amonjaku, oglekļa dioksīdu un ūdeni, kondensējas, veidojot amonija karbonāta kristālus: 2NH 3 (g) + H 2 O (l) + CO 2 (g) → (NH 4 ) 2 CO 3 (s) ). Pēc oglekļa dioksīda izšķīdināšanas ūdenī rodas ogļskābe, H 2 CO 3 , un tieši šī skābe atdala savus divus protonus - H + - divām amonjaka molekulām.
Fizikālās un ķīmiskās īpašības
Tā ir balta, kristāliska, bezkrāsaina cieta viela ar spēcīgu amonjaka smaku un aromātu. Tas kūst 58ºC temperatūrā, sadaloties amonjakā, ūdenī un oglekļa dioksīdā: tieši iepriekšējā ķīmiskajā vienādojumā, bet pretējā virzienā.
Tomēr šī sadalīšanās notiek divos posmos: vispirms atbrīvojas NH3 molekula , iegūstot amonija bikarbonātu (NH 4 HCO 3 ); un, otrkārt, ja karsēšana turpinās, karbonāts ir nesamērīgs, izdalot vēl gāzveida amonjaku.
Tas ir ciets, ļoti labi šķīst ūdenī un mazāk šķīst spirtos. Tas veido ūdeņraža saites ar ūdeni, un, kad 5 grami tiek izšķīdināti 100 gramos ūdens, tas rada pamata šķīdumu ar pH ap 8,6.
Tā augstā afinitāte pret ūdeni padara to par higroskopisku cietu vielu (absorbē mitrumu), un tāpēc to bezūdens formā ir grūti atrast. Faktiski tā monohidrātā forma (NH 4 ) 2 CO 3 · H 2 O) ir visizplatītākā un izskaidro, kā sāls pārvadā amonjaka gāzi, kas izraisa smaku.
Gaisā tas sadalās, veidojot amonija bikarbonātu un amonija karbonātu (NH 4 NH 2 CO 2 ).
Ķīmiskā struktūra
Augšējais attēls parāda amonija karbonāta ķīmisko struktūru. Vidū ir anjons CO 3 2– , plakans trīsstūris ar melnu centru un sarkanām sfērām; un uz tās abās pusēs, kā NH 4 + amonija katjonu ar tetraedriskajās ģeometriju.
Amonija jonu ģeometrija ir izskaidrojama ar slāpekļa atoma sp 3 hibridizāciju , izkārtojot ūdeņraža atomus (baltas sfēras) ap to tetraedra formā. Starp trim joniem mijiedarbību nosaka ūdeņraža saites (H 3 N-H-O-CO 2 2– ).
Pateicoties tās ģeometrijai, viens CO 3 2– anjons var veidot līdz trim ūdeņraža saitēm; savukārt NH 4 + katjoni, iespējams, nespēj veidot savas atbilstošās četras ūdeņraža saites, jo to pozitīvo lādiņu starpā ir elektrostatiskās atgrūšanas.
Visu šo mijiedarbību rezultāts ir ortorombiskās sistēmas kristalizācija. Kāpēc tas ir tik higroskopisks un šķīst ūdenī? Atbilde ir tajā pašā rindkopā iepriekš: ūdeņraža saites.
Šī mijiedarbība ir atbildīga par ūdens ātru absorbciju no bezūdens sāls, veidojot (NH 4 ) 2 CO 3 · H 2 O). Tā rezultātā mainās jonu telpiskais izvietojums un attiecīgi arī kristāla struktūra.
Strukturālās zinātkāres
Tik vienkārši, kā izskatās (NH 4 ) 2 CO 3 , tas ir tik jutīgs pret neskaitāmajām pārvērtībām, ka tā struktūra ir noslēpums, kas pakļauts cietās vielas patiesajam sastāvam. Šī struktūra mainās arī atkarībā no spiediena, kas ietekmē kristālus.
Daži autori ir secinājuši, ka joni ir sakārtoti kā ar ūdeņradi saistītās kopplānās ķēdes (tas ir, ķēde ar secību NH 4 + -CO 3 2– -…), kurās ūdens molekulas, iespējams, kalpo kā piesaistītāji citiem. ķēdes.
Turklāt, kādi ir šie kristāli, pārsniedzot zemes debesis, piemēram, kosmosā vai starpzvaigžņu apstākļos? Kāds ir to sastāvs attiecībā uz karbonātu sugu stabilitāti? Ir pētījumi, kas apstiprina šo kristālu lielo stabilitāti, kas ieslodzīti planētu ledus masās un komētās.
Tas viņiem ļauj darboties kā oglekļa, slāpekļa un ūdeņraža rezerves, kuras, saņemot saules starojumu, var pārveidot par organiskiem materiāliem, piemēram, aminoskābēm.
Citiem vārdiem sakot, šie sasaldētie amonjaka bloki varētu būt kosmosa "riteņa, kas iedarbina dzīves mašīnu" nesēji. Šo iemeslu dēļ pieaug viņa interese par astrobioloģijas un bioķīmijas jomu.
Lietojumprogrammas
To izmanto kā ieraugu, jo karsējot tas rada oglekļa dioksīdu un amonija gāzes. Amonija karbonāts, ja vēlaties, ir modernu cepamo pulveru priekštecis, un to var izmantot cepumu un plācenīšu cepšanai.
Tomēr tas nav ieteicams kūku cepšanai. Kūku biezuma dēļ amonija gāzes ir ieslodzītas iekšpusē un rada nepatīkamu garšu.
To lieto kā atkrēpošanas līdzekli, tas ir, tas mazina klepu, atdalot bronhu caurules. Tam ir fungicīda iedarbība, šī iemesla dēļ to izmanto lauksaimniecībā. Tas ir arī skābuma regulētājs pārtikā un tiek izmantots urīnvielas un hdantoīnu organiskā sintēzē augsta spiediena apstākļos.
Riski
Amonija karbonāts ir ļoti toksisks. Saskaroties ar cilvēkiem, izraisa akūtu mutes dobuma kairinājumu.
Turklāt, ja to norij, tas izraisa kuņģa kairinājumu. Līdzīga darbība tiek novērota acīs, kuras pakļautas amonija karbonāta iedarbībai.
Sāls sadalīšanās izraisīto gāzu ieelpošana var kairināt degunu, rīkli un plaušas, izraisot klepu un elpošanas traucējumus.
Akūta tukšā dūšā pakļaušana amonija karbonātam devā 40 mg / kg ķermeņa svara izraisa vemšanu un caureju. Lielākas amonija karbonāta devas (200 mg / kg ķermeņa svara) bieži ir nāvējošas. Par nāves cēloni tiek norādīts sirds bojājums.
Sildot līdz ļoti augstām temperatūrām un ar skābekli bagātinātā gaisā, tas izdala toksiskas NO 2 gāzes .
Atsauces
- PubChem. (2018). Amonija karbonāts. Saņemts 2018. gada 25. martā no pubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Organiskās ķīmijas portāls. ((2009-2018)). Bukera-Berga reakcija. Iegūts 2018. gada 25. martā no organiskās ķīmijas portāla: www.organic-chemistry.org
- Kijama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Ķīmiskās reakcijas zem augsta spiediena: urīnvielas sintēze no cietā amonija karbonāta. Japānas fizikālās ķīmijas apskats, 21: 32–40
- Fortes, AD, Wood, IG, Alfè, D., Hernández, ER, Gutmann, MJ, & Sparkes, HA (2014). Amonija karbonāta monohidrāta struktūra, saistīšana ar ūdeņradi un termiskā izplešanās. Acta Crystallographica B sadaļa, struktūrzinātne, kristālu inženierija un materiāli, 70 (Pt6), 948–962.
- Wikipedia. (2018). Amonija karbonāts. Iegūts 2018. gada 25. martā no Wikipedia: en.wikipedia.org
- Ķīmiskais uzņēmums. (2018). Ķīmiskais uzņēmums. Saņemts 2018. gada 25. martā no The Chemical Company: thechemco.com