Ammoniumkarbonategenskaper, struktur, bruk og risiko

den ammoniumkarbonat er et uorganisk nitrogensalt, spesielt ammoniak, hvis kjemiske formel er (NH₄)₂CO₃. Det er utarbeidet med syntese metoder, blant annet er bruk av sublimering av en blanding av ammoniumsulfat og kalsiumkarbonat verdt å nevne: (NH₄)₂SW₄(er) + CaCO₃(s) => (NH₄)₂CO₃(s) + CaSO₄(S).

Vanligvis er ammoniumsalter og kalsiumkarbonat ble oppvarmet i en beholder til å forårsake ammoniumkarbonat. Den industrielle metode som gir tonn av dette salt består i å føre karbondioksyd absorpsjonskolonne inneholdende ammoniakkoppløsning i vann, og deretter utføre destillasjon.

Dampe som inneholder ammonium, karbondioksid og vann kondenserer for å danne ammoniumkarbonatkrystaller: 2NH₃(g) + H₂O (1) + CO₂(g) → (NH₄)₂CO₃(S). Karbonsyre produseres i reaksjonen, H₂CO₃, etter oppløsning av karbondioksidet i vannet, og det er denne syren som gir opp sine to protoner, H⁺, til to ammoniakkmolekyler.

index

• 1 Fysiske og kjemiske egenskaper
• 2 Kjemisk struktur
  • 2.1 Strukturelle nysgjerrigheter
• 3 bruksområder
• 4 risikoer
• 5 referanser

Fysiske og kjemiske egenskaper

Det er et hvitt faststoff, krystallinsk og fargeløst, med sterke lukter og ammoniak-smaker. Det smelter ved 58 ° C, dekomponerer i ammoniakk, vann og karbondioksid: akkurat den ovennevnte kjemiske ligningen, men i motsatt retning.

Denne dekomponeringen skjer imidlertid i to trinn: først frigjøres et NH molekyl₃, produserer ammoniumbikarbonat (NH₄HCO₃); og for det andre, hvis oppvarmingen fortsetter, er karbonatet disproportioned og frigjør enda mer gassformig ammoniakk.

Det er en solid, meget løselig i vann og mindre løselig i alkoholer. Det danner hydrogenbroer med vann, og når det oppløses 5 gram i 100 gram vann, genererer det en grunnleggende løsning med en pH rundt 8,6.

Den høye affiniteten til vann gjør den til et hygroskopisk fast stoff (absorberer fuktighet), og derfor er det vanskelig å finne det i vannfri form. Faktisk er dets monohydrerte form, (NH₄)₂CO₃· H₂O), er den vanligste av alle og forklarer hvordan salt er bærer av ammoniakkgass, noe som forårsaker lukt.

I luften nedbrytes det å generere ammoniumbikarbonat og ammoniumkarbonat (NH₄NH₂CO₂).

Kjemisk struktur

Den kjemiske strukturen av ammoniumkarbonat er illustrert i det øvre bildet. I midten er CO anion₃^2-, den flate trekant med det svarte senteret og de røde kulene; og på begge sider, ammonium NH kationer₄⁺ med tetraedrale geometrier.

Geometrien av ammoniumjonen er forklart av sp-hybridiseringen³ av nitrogenatomet, bestiller hydrogenatomer (de hvite kuler) rundt det i form av en tetraeder. Interaksjoner etableres mellom de tre ionene med hydrogenbindinger (H₃N-H-O-CO₂^2-).

Takket være dens geometri, en enkelt anion CO₃^2- det kan danne opptil tre hydrogenbroer; mens NH-kasjonene₄⁺ kanskje de ikke kan danne deres tilsvarende fire hydrogenbroer på grunn av de elektrostatiske frastøtene mellom deres positive ladninger.

Resultatet av alle disse interaksjonene er krystallisering av et orthorhombisk system. Hvorfor er det så hygroskopisk og løselig i vann? Svaret er i samme avsnitt ovenfor: hydrogenbroer.

Disse interaksjonene er ansvarlige for rask absorpsjon av vann fra det vannfrie saltet for å danne (NH₄)₂CO₃· H₂O). Dette resulterer i endringer i den romlige arrangement av ionene og følgelig i den krystallinske strukturen.

Strukturelle kuriositeter

Så enkelt som det ser ut (NH₄)₂CO₃, Det er så følsomt for uendelige transformasjoner at dets struktur er et mysteriumstempel for den sanne sammensetningen av det faste stoffet. Denne strukturen varierer også i henhold til trykket som påvirker krystallene.

Noen forfattere har funnet at ioner er bestilt som parallelle kjeder forbundet med hydrogenbindinger (dvs. en kjede med en NH-sekvens).₄⁺-CO₃^2--...) der vannmolekyler sannsynligvis vil fungere som koblinger til andre kjeder.

Enda mer, som overskrider den jordiske himmelen, hvordan er disse krystallene i romlige eller interstellære forhold? Hva er komposisjonene dine når det gjelder stabiliteten til karbonerte arter? Det er studier som bekrefter den store stabiliteten til disse krystaller som er fanget i planetariske ismasser og kometer.

Dette gjør at de kan fungere som reserver av karbon, nitrogen og hydrogen, som, som mottar solstråling, kan omdannes til organisk materiale som aminosyrer..

Det vil si, disse isete ammoniakklokker kan være bærere av "hjulet som starter livets maskiner" i kosmos. Av disse grunnene vokser hans interesse for astrobiologi og biokjemi.

søknader

Det brukes som leavening agent, da det blir oppvarmet, produserer det karbondioksid og ammoniumgasser. Ammoniumkarbonat er, hvis du vil, en forløper til moderne bakepulver og kan brukes til å bake kaker og flate kjeks.

Imidlertid er det ikke anbefalt å bruke kaker. På grunn av kakens tykkelse, holdes ammoniakkgassene inne og gir en ubehagelig smak.

Det brukes som en ekspektorant, det vil si, det lindrer hoste ved å decongesting bronkiene. Den har soppdrepende virkning, som brukes av denne grunn i landbruket. Det er også en regulator av surheten tilstede i matvarer og brukes i organisk syntese av urea under høytrykksbetingelser og hydantoiner.

risikoer

Ammoniumkarbonat er svært giftig. Det produserer i menneskene en akutt irritasjon av munnhulen når de kommer i kontakt.

I tillegg, hvis det tas inn, forårsaker det gastrisk irritasjon. En lignende virkning observeres i øyne utsatt for ammoniumkarbonat.

Innånding av saltnedbrytningsgasser kan irritere nesen, halsen og lungene, forårsaker hoste og åndedrettsstress.

Akutt eksponering av faste hunder til ammoniumkarbonat i en dose på 40 mg / kg, forårsaker oppkast og diaré. De høyeste dosene ammoniumkarbonat (200 mg / kg vekt) er vanligvis dødelige. En hjerteskader er indikert som dødsårsak.

Hvis den oppvarmes til svært høye temperaturer og i en luft som er beriket med oksygen, gir den av giftige NO-gasser.₂.

referanser

1. Pubchem. (2018). Ammoniumkarbonat. Hentet 25. mars 2018, fra PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Organisk kjemiportal. ((2009-2018)). Bucherer-Bergs Reaction. Hentet 25. mars 2018, fra Organic Chemistry Portal: www.organic-chemistry.org
3. Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Kjemiske reaksjoner under ultrahøytrykk: ureasyntese fra fast ammoniumkarbonat. Den gjennomgang av fysisk kjemi av 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 ekspansjon av ammoniumkarbonatmonohydrat. Acta Crystallographica Seksjon B, Strukturell Vitenskap, Krystallteknikk og Materialer, 70(Pt6), 948-962.
5. Wikipedia. (2018). Ammoniumkarbonat. Hentet 25. mars 2018, fra Wikipedia: en.wikipedia.org
6. The Chemical Company. (2018). The Chemical Company. Hentet 25. mars 2018, fra The Chemical Company: thechemco.com