AMONIJA HIDROKSĪDS: STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS UN PIELIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025

Amonija hidroksīds ir savienojums ar molekulāro formulu NH ₄ OH vai H ₅ NO, ko iegūst, šķīdinot gāzes amonjaka (NH ₃ ) ūdenī. Šī iemesla dēļ to sauc par amonjaka ūdeni vai šķidru amonjaku.

Tas ir bezkrāsains šķidrums ar ļoti intensīvu un asu smaku, kas nav izolējams. Šīs īpašības ir tieši saistītas ar ūdenī izšķīdušā NH ₃ koncentrāciju ; koncentrācija, kas faktiski, būdama gāze, var ietvert milzīgu daudzumu tā, kas izšķīdināts nelielā ūdens daudzumā.

Avots: Gabriel Bolívar

Ievērojami nelielu daļu no šiem ūdens šķīdumiem veido NH ₄ ⁺ katjoni un OH ^- anjoni . No otras puses, ļoti atšķaidītos šķīdumos vai saldētās cietās vielās ļoti zemā temperatūrā amonjaku var atrast hidrātu veidā, piemēram: NH ₃ ∙ H ₂ O, 2NH ₃ ∙ H ₂ O un NH ₃ ∙ ₂ H ₂ O.

Kā ziņkārīgs fakts, Jupitera mākoņus veido atšķaidīti amonija hidroksīda šķīdumi. Tomēr kosmosa zondei Galileo neizdevās atrast ūdeni planētas mākoņos, kas varētu būt gaidāms mūsu zināšanu dēļ par amonija hidroksīda veidošanos; proti, tie ir pilnīgi Bezūdens NH ₄ OH kristāli .

Amonija jonu (NH ₄ ⁺ ) nieru kanāliņu lūmenā rada amonjaka un ūdeņraža savienojums, ko izdala nieru kanāliņu šūnas. Arī amonijs tiek ražots nieru kanāliņu šūnās glutamīna pārveidošanas procesā par glutamātu un, savukārt, glutamāta pārvēršanā α-ketoglutarātā.

Amonjaku rūpnieciski ražo ar Haber-Bosch metodi, kurā reaģē slāpekļa un ūdeņraža gāzes; par katalizatoriem izmantojot dzelzs jonu, alumīnija oksīdu un kālija oksīdu. Reakcija tiek veikta augstā spiedienā (150–300 atmosfēras) un augstā temperatūrā (400–500 ºC) ar iznākumu 10–20%.

Reakcijā rodas amonjaks, kas oksidējoties rada nitrītus un nitrātus. Tie ir svarīgi, lai iegūtu slāpekļskābi un mēslošanas līdzekļus, piemēram, amonija nitrātu.

Ķīmiskā struktūra

Kā norāda tās definīcija, amonija hidroksīds sastāv no amonjaka gāzes ūdens šķīduma. Tāpēc, saskaņā šķidrums, nav noteikta struktūra, kas nav izlases izkārtojums NH ₄ ⁺ un OH ^- joniem solvatēti ar ūdens molekulām.

Amonija un hidroksila joni ir amonjaka hidrolīzes līdzsvara produkti, tāpēc parasti šiem šķīdumiem ir asa smaka:

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

Saskaņā ar ķīmisko vienādojumu, liels ūdens koncentrācijas samazinājums novirzītu līdzsvaru uz vairāk amonjaka veidošanās; tas ir, karsējot amonija hidroksīdu, izdalīsies amonjaka tvaiki.

Šī iemesla dēļ, NH ₄ ⁺ un OH ^- joni nespēj veidotu kristālu saskaņā ar virszemes apstākļos, kas nozīmē, ka cietā bāze NH ₄ OH neeksistē.

Minētā cietā viela jāsastāda tikai no elektrostatiski mijiedarbīgiem joniem (kā redzams attēlā).

Amonjaka ledus

Tomēr zem temperatūras, kas ir zemāka par 0ºC, un to ieskauj milzīgs spiediens, piemēram, tāds, kāds valda sasalušo pavadoņu, amonjaka un ūdens sasaluma kodolos. To darot, tās kristalizējas cietā maisījumā ar dažādām stehiometriskām attiecībām, no kurām visvienkāršākā ir NH ₃ ∙ H ₂ O: amonjaka monohidrāts.

NH ₃ ∙ H ₂ O un NH ₃ ∙ ₂ H ₂ O ir amonjaka ledus, jo cietā viela sastāv no ūdens un amonjaka molekulu kristāliska izvietojuma, kas savienoti ar ūdeņraža saitēm.

Ņemot vērā izmaiņas T un P, saskaņā ar aprēķina pētījumiem, kas imitē visus fiziskos mainīgos un to ietekmi uz šiem ledus, notiek pāreja no NH ₃ ∙ nH ₂ O fāzes uz NH ₄ OH fāzi .

Tāpēc, tikai ar šiem ekstrēmos apstākļos, NH ₄ OH var eksistēt kā produktu protonation ietvaros ledus starp NH ₃ un H ₂ O:

NH ₃ (s) + H ₂ O (s) <=> NH ₄ OH (s)

Ņemiet vērā, ka šoreiz, atšķirībā no amonjaka hidrolīzes, iesaistītās sugas atrodas cietā fāzē. Amonjaka ledus, kas kļūst sāļš, neizdalot amonjaku.

Fizikālās un ķīmiskās īpašības

Molekulārā formula

NH ₄ OH vai H ₅ NO

Molekulārais svars

35,046 g / mol

Izskats

Tas ir bezkrāsains šķidrums.

Koncentrācija

Aptuveni līdz 30% (pēc NH ₄ ⁺ un OH ^- jonu ).

Smarža

Ļoti spēcīga un asa.

Garša

Acre.

Sliekšņa vērtība

34 ppm nespecifiskai noteikšanai.

Vārīšanās punkts

38 ° C (25%).

Šķīdība

Tas pastāv tikai ūdens šķīdumā.

Šķīdība ūdenī

Viegli sajaucams neierobežotās proporcijās.

Blīvums

0,90 g / cm ³ 25 ° C temperatūrā.

Tvaika blīvums

Salīdzinot ar gaisu, ko ņem par vienotību: 0,6. Tas ir, tas ir mazāk blīvs nekā gaiss. Tomēr, loģiski ziņotā vērtība attiecas uz amonjaka kā gāzi, ne uz tās ūdens šķīdumiem vai NH ₄ OH.

Tvaika spiediens

2160 mmHg 25 ° C temperatūrā.

Kodīga darbība

Tas spēj izšķīdināt cinku un varu.

pH

11,6 (1N šķīdums); 11,1 (0,1 N šķīdums ) un 10,6 (0,01 N šķīdums).

Disociācijas konstante

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

pKb = 4,751; Kb = 1,774 x 10 ^-5 25 ° C temperatūrā.

Temperatūras paaugstināšana gandrīz nemanāmi palielina amonija hidroksīda bāziskumu.

Nomenklatūra

Kādi ir vispārpieņemtie un oficiālie NH ₄ OH nosaukumi? Saskaņā ar IUPAC konstatēto tā nosaukums ir amonija hidroksīds, jo tajā ir hidroksiljons.

Amonijs, ņemot vērā tā lādiņu +1, ir monovalents, tāpēc, izmantojot krājumu nomenklatūru, tas tiek nosaukts par: amonija hidroksīdu (I).

Lai arī termina amonija hidroksīds lietojums ir tehniski nepareizs, jo savienojums nav izolējams (vismaz ne uz Zemes, kā sīkāk paskaidrots pirmajā sadaļā).

Arī amonija hidroksīdu sauc par amonjaka ūdeni un šķidru amonjaku.

Šķīdība

NH ₄ OH neeksistē kā sāls sauszemes apstākļos, tas nevar noteikt kā šķīst tas ir dažādos šķīdinātājos.

Tomēr sagaidāms, ka tas ļoti labi šķīst ūdenī, jo tā izšķīdināšana izdalīs milzīgu daudzumu NH ₃ . Teorētiski tas būtu pārsteidzošs amonjaka uzglabāšanas un pārvadāšanas veids.

Citos šķīdinātājos, kas spēj pieņemt ūdeņraža saites, piemēram, spirtos un amīnos, varētu paredzēt, ka tas arī tajos ļoti labi šķīst. Šeit NH ₄ ⁺ katjons ir ūdeņraža saite donors, un OH ^- kalpo kā abi.

Piemēri Šo mijiedarbību ar metanolu būtu: H ₃ N ⁺ -H - OHCH ₃ un HO ^- - HOCH ₃ (OHCH ₃ norāda, ka skābekļa saņem ūdeņraža saiti, ne ka metil grupa ir saistīta ar H).

Riski

-Kontakts ar acīm izraisa kairinājumu, kas var izraisīt acu bojājumus.

-Tas ir kodīgs. Tāpēc, nonākot saskarē ar ādu, tas var izraisīt kairinājumu, un reaģenta lielās koncentrācijās tas izraisa ādas apdegumus. Atkārtota amonija hidroksīda saskare ar ādu var izraisīt tās sausu, niezošu un sarkanu (dermatītu).

-Amonija hidroksīda aerosola ieelpošana var izraisīt akūtu elpošanas ceļu kairinājumu, kam raksturīga nosmakšana, klepus vai elpas trūkums. Ilgstoša vai atkārtota vielas iedarbība var izraisīt atkārtotas bronhu infekcijas. Arī amonija hidroksīda ieelpošana var izraisīt plaušu kairinājumu.

- Amonija hidroksīda augsta koncentrācija var izraisīt ārkārtas medicīnisku situāciju, jo plaušās var uzkrāties šķidrums (plaušu tūska).

- Par ekspozīcijas robežu 8 stundu darba maiņā ir pieņemta koncentrācija 25 ppm vidē, kurā darba ņēmējs ir pakļauts amonija hidroksīda kaitīgajai iedarbībai.

Reaģētspēja

-Papildinot iespējamo kaitējumu veselībai, ko rada amonija hidroksīda iedarbība, ir arī citi piesardzības pasākumi, kas jāņem vērā, strādājot ar vielu.

-Amonija hidroksīds var reaģēt ar daudziem metāliem, piemēram: sudrabu, varu, svinu un cinku. Tas arī reaģē ar šo metālu sāļiem, veidojot sprādzienbīstamus savienojumus un atbrīvojot ūdeņraža gāzi; kas savukārt ir viegli uzliesmojošs un sprādzienbīstams.

-Tas var spēcīgi reaģēt ar stiprām skābēm, piemēram: sālsskābi, sērskābi un slāpekļskābi. Tas tāpat reaģē arī ar dimetilsulfātu un halogēniem.

-Reaģē ar stiprām bāzēm, piemēram, nātrija hidroksīdu un kālija hidroksīdu, veidojot gāzveida amonjaku. To var pārbaudīt, ievērojot līdzsvaru šķīdumā, kurā papildus OH ^- ions nobīdās līdzsvaru veidošanos NH ₃ .

-Kopējot un apstrādājot amonija hidroksīdu, nedrīkst izmantot vara un alumīnija metālus, kā arī citus cinkotos metālus, jo tiem ir kodīga iedarbība.

Lietojumprogrammas

Pārtikā

-To izmanto kā piedevu daudzos pārtikas produktos, kuros tā darbojas kā saraušanās līdzeklis, pH līmeņa regulēšanas un pārtikas virsmas apstrādes līdzeklis.

- To pārtikas produktu saraksts, kuros tiek izmantots amonija hidroksīds, ir plašs, un tajā ietilpst cepamie izstrādājumi, sieri, šokolādes, konfektes un pudiņi.

- FDA pārtikas pārstrādei amonija hidroksīdu klasificē kā nekaitīgu vielu, ja tiek ievēroti noteiktie standarti.

- Gaļas produktos to izmanto kā pretmikrobu līdzekli, kas spēj izvadīt tādas baktērijas kā E. coli, samazinot to līdz nenosakāmam līmenim. Baktērijas ir atrodamas liellopu zarnās, pielāgojoties skābajai videi. Regulējot pH, amonija hidroksīds kavē baktēriju augšanu.

Terapija

-Amonija hidroksīdam ir vairāki terapeitiski lietojumi, tostarp:

-10% šķīdumu izmanto kā elpošanas refleksa stimulantu

-Ārēji to lieto uz ādas kukaiņu un kodumu ārstēšanai. -Tas darbojas gremošanas sistēmā kā antacīds un carminative, tas ir, tas palīdz izvadīt gāzes.

Turklāt to lieto kā lokālu līdzekli akūtām un hroniskām muskuļu un skeleta sistēmas sāpēm. Amonija hidroksīda efektīvās darbības rezultātā lokāli palielinās asins plūsma, parādās apsārtums un kairinājums.

Rūpnieciskie un dažādi

- Tas darbojas, samazinot NOx (ļoti reaģējošas gāzes, piemēram, slāpekļa oksīds (NO) un slāpekļa dioksīds (NO ₂ )), lai samazinātu akumulatoru daudzumu un samazinātu NOx dūmvadu emisijās.

-To lieto kā plastifikatoru; piedeva krāsām un virsmu apstrādei.

- Palielina matu porainību, ļaujot krāsu pigmentiem labāk iekļūt, kas nodrošina labāku apdari.

-Ammonija hidroksīds tiek izmantots kā pretmikrobu līdzeklis notekūdeņu attīrīšanā. Turklāt tas ir iesaistīts hloramīna sintēzē. Peldbaseina ūdens attīrīšanā šī viela pilda līdzīgu funkciju kā hloram, un tās priekšrocība ir mazāk toksiska.

-To izmanto kā korozijas inhibitoru eļļas rafinēšanas procesā.

-To izmanto kā tīrīšanas līdzekli dažādos rūpniecības un komerciālos izstrādājumos, tos lieto uz dažādām virsmām, ieskaitot: nerūsējošo tēraudu, porcelānu, stiklu un krāsni.

-Papildus, to izmanto mazgāšanas līdzekļu, ziepju, zāļu un tintes ražošanā.

Lauksaimniecībā

Lai arī tas netiek ievadīts tieši kā mēslojums, amonija hidroksīds to dara. Amonjaks tiek ražots no atmosfēras slāpekļa ar Haber-Bosch metodi un tiek atdzesēts zem tā viršanas punkta (-33 ºC) uz lietošanas vietām.

Piespiestu amonjaku tvaika veidā iesmidzina augsnē, kur tas nekavējoties reaģē ar edafisko ūdeni un nonāk amonjaka (NH ₄ ⁺ ) formā, kas tiek saglabāts augsnes katjonu apmaiņas vietās. Turklāt tiek ražots amonija hidroksīds. Šie savienojumi ir slāpekļa avots.

Kopā ar fosforu un kāliju slāpeklis veido galveno augu barības vielu triādi, kas nepieciešami to augšanai.

Atsauces

1. Ganongs, WF (2002). Medicīniskā fizioloģija. 19. izdevums. Redakcijas rokasgrāmata Moderno.
2. AD Fortes, JP Brodholt, IG Wood un L. Vocadlo. (2001). Amonjaka monohidrāta (NH ₃ ∙ H ₂ O) un amonija hidroksīda (NH ₄ OH) ab initio imitācija . Amerikas Fizikas institūts. J. Chem. Phys., 115. sējums, Nr. 15, 15.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2017. gada 6. februāris). Fakti par amonija hidroksīdu. Atgūts no: domaco.com
4. Pochteca grupa. (2015). Amonija hidroksīds. pochteca.com.mx
5. NJ veselība. (sf). Faktu lapa par bīstamajām vielām: Amonija hidroksīds. . Atgūts no: nj.gov
6. Ķīmijas students. (2018). Amonija hidroksīds. Atgūts no: chemistrylearner.com
7. PubChem. (2018). Amonija hidroksīds. Atgūts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov