Amonijev karbonat je anorganska sol dušik, amonijski posebej, s kemijsko formulo (NH 4 ) 2 CO 3 . Izdelana je s sintetičnimi metodami, med katerimi izstopa sublimacija mešanice amonijevega sulfata in kalcijevega karbonata: (NH 4 ) 2 SO 4 (s) + CaCO 3 (s) => (NH 4 ) 2 CO 3 (s) + CaSO 4 (s).
Na splošno se amonijeve in kalcijeve karbonatne soli segrejejo v posodi, da nastane amonijev karbonat. Industrijska metoda, ki proizvaja tone te soli, je sestavljena iz prehajanja ogljikovega dioksida skozi absorpcijsko kolono, ki vsebuje raztopino amonija v vodi, čemur sledi destilacija.
Hlapi, ki vsebujejo amoniak, ogljikov dioksid in vodo, se kondenzirajo, da tvorijo kristale amonijevega karbonata: 2NH 3 (g) + H 2 O (l) + CO 2 (g) → (NH 4 ) 2 CO 3 (s ). Pri reakciji, ogljikova kislina, H 2 CO 3 , ki je izdelan po raztapljanju ogljikovega dioksida v vodi, in je to kislino, ki daje svoja dva protone H + , na dve amoniaka molekule.
Fizikalne in kemijske lastnosti
Je bela, kristalna, brezbarvna trdna snov z močnimi vonjavami in aromami amoniaka. Tali se pri 58 ° C in razpade na amonijak, vodo in ogljikov dioksid: natančno prejšnjo kemijsko enačbo, vendar v nasprotni smeri.
Vendar se ta razgradnja zgodi v dveh korakih: najprej se sprosti molekula NH3, pri čemer nastane amonijev bikarbonat (NH 4 HCO 3 ); in drugič, če se ogrevanje nadaljuje, karbonat nesorazmerno sprošča še več plinastega amoniaka.
Je trda zelo topna v vodi in manj topna v alkoholih. Z vodo tvori vodikove vezi in ko se 5 gramov raztopi v 100 gramih vode, nastane osnovna raztopina s pH okrog 8,6.
Zaradi visoke afinitete do vode je higroskopična trdna snov (absorbira vlago), zato jo je težko najti v brezvodni obliki. Pravzaprav je njegova monohidrirana oblika (NH 4 ) 2 CO 3 · H 2 O) najpogostejša od vseh in razlaga, kako sol prenaša plin amoniaka, ki povzroča vonj.
Na zraku se razkroji, da nastane amonijev bikarbonat in amonijev karbonat (NH 4 NH 2 CO 2 ).
Kemična zgradba
Zgornja slika prikazuje kemijsko strukturo amonijevega karbonata. Na sredini je anion CO 3 2– , raven trikotnik s črno sredino in rdečimi kroglami; na obeh straneh pa amonijevi kationi NH 4 + s tetraedrskimi geometrijami.
Geometrija amonijevega iona, pojasnjuje sp 3 hibridizacijo z atomom dušika, urejanje atome vodika (bele krogle) okoli njega v obliki tetraedra. Med tremi ioni se interakcije vzpostavijo z vodikovimi vezmi (H 3 N-H-O-CO 2 2 ).
Zaradi svoje geometrije lahko en sam anion CO 3 2- anion tvori do tri vodikove vezi; medtem NH 4 + kationi morda ne bodo mogli da se tvori njihovih ustreznih štiri vodikove vezi zaradi elektrostatičnih odbojev med njihovimi pozitivnih nabojev.
Rezultat vseh teh interakcij je kristalizacija orthorhombic sistema. Zakaj je tako higroskopičen in topen v vodi? Odgovor je v istem odstavku zgoraj: vodikove vezi.
Te interakcije so odgovorne za hitro absorpcijo vode iz brezvodne soli do nastanka (NH 4 ) 2 CO 3 · H 2 O). Posledica tega je sprememba prostorske razporeditve ionov in posledično tudi kristalne strukture.
Strukturne radovednosti
Tako enostavno, kot je videti (NH 4 ) 2 CO 3 , je tako občutljiv na nešteto preobrazb, da je njegova struktura skrivnost, ki je podvržena resnični sestavi trdne snovi. Ta struktura se spreminja tudi glede na pritiske, ki vplivajo na kristale.
Nekateri avtorji so ugotovili, da so ioni razporejena kot vodikov vezana komplanarnih verig (to pomeni, da veriga s sekvenco NH 4 + CO 3 2- - …), kjer vodne molekule verjetno služila kot povezovalniki drugim. verige.
Poleg tega, kaj presegajo zemeljsko nebo, kakšni so ti kristali v vesolju ali medzvezdnih razmerah? Kakšne so njihove sestave glede na stabilnost karbonatnih vrst? Obstajajo študije, ki potrjujejo veliko stabilnost teh kristalov, ujetih v planetarne ledene mase in komete.
To jim omogoča, da delujejo kot rezerve ogljika, dušika in vodika, ki se s sončnim sevanjem lahko spremenijo v organski material, kot so aminokisline.
Z drugimi besedami, ti zamrznjeni amonijski bloki so lahko nosilci "kolesa, ki zažene stroje življenja" v kozmosu. Zaradi tega njegovo zanimanje za področje astrobiologije in biokemije narašča.
Prijave
Uporablja se kot sredstvo za izcejanje, saj pri segrevanju proizvaja ogljikov dioksid in amonijeve pline. Amonijev karbonat je, če hočete, predhodnik sodobnih pecilnih praškov in se lahko uporablja za peko piškotov in peciva.
Vendar pa se ne priporoča za peko tort. Zaradi debeline pogač se amonijevi plini ujamejo v notranjost in ustvarijo neprijeten okus.
Uporablja se kot izkašljevalno sredstvo, torej lajša kašelj z odvajanjem bronhialnih cevi. Ima fungicidno delovanje, zato se zaradi tega uporablja v kmetijstvu. Je tudi regulator kislosti, ki je prisoten v hrani, uporablja pa se pri organski sintezi sečnine v pogojih visokega tlaka in hidantoinov.
Tveganja
Amonijev karbonat je zelo strupen. Pri stiku povzroči akutno draženje ustne votline pri ljudeh.
Poleg tega, če ga zaužijemo, povzroči draženje želodca. Podobno delovanje opazimo pri očeh, ki so izpostavljene amonijevemu karbonatu.
Vdihavanje plinov zaradi razgradnje soli lahko draži nos, grlo in pljuča, kar povzroči kašelj in dihalne stiske.
Akutna izpostavljenost psov na tešče amonijevemu karbonatu v odmerku 40 mg / kg telesne teže povzroči bruhanje in drisko. Večji odmerki amonijevega karbonata (200 mg / kg telesne teže) so pogosto smrtonosni. Poškodba srca je navedena kot vzrok smrti.
Če se segreje na zelo visoke temperature in v zraku, obogatem s kisikom, sprošča strupene pline NO 2 .
Reference
- PubChem. (2018). Amonijev karbonat. Pridobljeno 25. marca 2018 iz PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Portal organske kemije. ((2009–2018)). Reakcija Bucherer-Bergs Pridobljeno 25. marca 2018 s portala organske kemije: www.organic-chemistry.org
- Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Kemijske reakcije pod ultra visokim pritiskom: sinteza sečnine iz trdnega amonijevega karbonata. Pregled fizikalne kemije Japonske, 21: 32-40
- Fortes, AD, Wood, IG, Alfè, D., Hernández, ER, Gutmann, MJ, & Sparkes, HA (2014). Struktura, vodikova vezava in termična ekspanzija amonijevega karbonata monohidrata. Acta Crystallographica, oddelek B, Konstrukcijska znanost, Kristalna tehnika in materiali, 70 (Pt6), 948–962.
- Wikipedija. (2018). Amonijev karbonat. Pridobljeno 25. marca 2018 iz Wikipedije: en.wikipedia.org
- Kemična družba. (2018). Kemična družba. Pridobljeno 25. marca 2018 iz podjetja The Chemical Company: thechemco.com