AMONIJEV HIDROKSID: ZGRADBA, LASTNOSTI IN UPORABE - KEMIJA - 2026

Amonijev hidroksid spojina z molekulsko formulo NH ₄ OH ali H ₅ NO proizvaja z raztapljanjem plinskega amoniaka (NH ₃ ) v vodi. Zaradi tega se imenuje amonijska voda ali tekoči amonijak.

Je brezbarvna tekočina z zelo intenzivnim in ostrim vonjem, ki je ni mogoče izolirati. Te značilnosti so neposredno povezana s koncentracijo NH ₃ raztopljene v vodi; koncentracija, ki dejansko lahko predstavlja plin, ki obsega ogromne količine raztopljenega v majhni količini vode.

Vir: Gabriel Bolívar

Precej majhen del teh vodnih raztopin sestavljajo NH ₄ ⁺ kationi in OH ^- anionov . Po drugi strani pa lahko v zelo razredčenih raztopinah ali v zamrznjenih trdnih snoveh pri zelo nizkih temperaturah najdemo amoniak v obliki hidratov, kot so: NH ₃ ∙ H ₂ O, 2NH ₃ ∙ H ₂ O in NH ₃ ∙ 2H ₂ O.

Kot zanimivost so Jupitrovi oblaki sestavljeni iz razredčenih raztopin amonijevega hidroksida. Vendar vesoljska sonda Galileo v oblakih planeta ni našla vode, kar bi lahko pričakovali zaradi znanja o tvorbi amonijevega hidroksida; to so popolnoma brezvodni kristali NH ₄ OH.

Amonijev ion (NH ₄ ⁺ ) nastaja v ledvičnem tubularnem lumnu z zvezo amoniaka in vodika, ki ga izločajo ledvične cevaste celice. Tudi amonij nastaja v ledvičnih cevastih celicah v procesu pretvorbe glutamina v glutamat in posledično pri pretvorbi glutamata v α-ketoglutarat.

Amonijak se proizvaja industrijsko po metodi Haber-Bosch, pri kateri reagirajo dušikovi in ​​vodikovi plini; z uporabo železovega iona, aluminijevega oksida in kalijevega oksida kot katalizatorjev. Reakcija poteka pri visokih tlakih (150 do 300 atmosfer) in visokih temperaturah (400 -500 ºC), z izkoristkom 10 do 20%.

V reakciji nastaja amonijak, ki ob oksidaciji tvori nitrite in nitrate. Ta so nujna pri pridobivanju dušikove kisline in gnojil, kot je amonijev nitrat.

Kemična zgradba

Kot kaže njegova definicija, je amonijev hidroksid sestavljen iz vodne raztopine plina amoniaka. Zato znotraj tekočine ni določene strukture, razen strukture naključne razporeditve ionov NH ₄ ⁺ in OH ^{-, ki} jih solitirajo molekule vode.

Amonijevi in ​​hidroksilni ioni so produkti ravnovesja hidrolize v amoniaku, zato je običajno, da imajo te raztopine oster vonj:

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

Po kemijski enačbi bi visoko znižanje koncentracije vode premaknilo ravnovesje na nastanek več amoniaka; to je, ko se amonijev hidroksid segreva, se bodo sprostile hlapi amoniaka.

Zaradi tega NH ₄ ⁺ in OH ^- ioni v zemeljskih pogojih ne tvorijo kristala, kar pomeni, da trdna baza NH ₄ OH ne obstaja.

Omenjena trdna snov naj bo sestavljena samo iz elektrostatično interaktivnih ionov (kot je prikazano na sliki).

Amonijski led

Vendar pa je pri temperaturah precej pod 0 ° C in obkrožen z velikimi pritiski, kot so tisti, ki prevladujejo v jedrih zamrznjenih lunov, amoniak in zmrzovanje vode. Pri tem kristalizirajo v trdno zmes z različnimi stehiometričnimi razmerji, najpreprostejši je NH ₃ ∙ H ₂ O: amoniak monohidrat.

NH ₃ ∙ H ₂ O in NH ₃ ∙ 2H ₂ O sta amonijski led, saj trdno snov sestoji iz kristalne razporeditve molekul vode in amoniaka, povezanih z vodikovimi vezmi.

Glede na spremembo T in P, po katerem računske študije, ki simulirajo vse fizične spremenljivk in njihovih učinkov na teh sladoled, prehod pojavi iz NH ₃ ∙ nH ₂ O fazo do NH ₄ OH fazi .

Zato le pod temi ekstremnih pogojih, NH ₄ lahko OH obstajajo kot produkt protonacija v ledu med NH ₃ in H ₂ O:

NH ₃ (y) + H ₂ O (y) <=> NH ₄ OH (i)

Upoštevajte, da so tokrat, za razliko od hidrolize amoniaka, vpletene vrste v trdni fazi. Amonijski led, ki postane zasoljen brez sproščanja amoniaka.

Fizikalne in kemijske lastnosti

Molekularna formula

NH ₄ OH ali H ₅ NO

Molekularna teža

35.046 g / mol

Videz

Je brezbarvna tekočina.

Koncentracija

Do približno 30% (za NH ₄ ⁺ in OH ^- ione ).

Neprijeten vonj

Zelo močan in oster.

Okus

Acre.

Vrednost praga

34 ppm za nespecifično odkrivanje.

Vrelišče

38 ° C (25%).

Topnost

Obstaja le v vodni raztopini.

Topnost v vodi

Lahko se meša v neomejenih razmerjih.

Gostota

0,90 g / cm ³ pri 25 ° C.

Gostota hlapov

Glede na zrak, ki ga vzamemo kot enotnost: 0,6. Se pravi, da je manj gosta od zraka. Vendar se logično navedena vrednost nanaša na amonijak kot plin, ne na njegove vodne raztopine ali na NH ₄ OH.

Parni tlak

2.160 mmHg pri 25 ° C.

Jedko delovanje

Je sposoben raztapljati cink in baker.

pH

11.6 (1N raztopina); 11,1 (0,1 N raztopina ) in 10,6 (0,01 N raztopina).

Konstanta disociacije

pKb = 4.767; Kb = 1,71 x 10 ^-5 pri 20 ºC

pKb = 4.751; Kb = 1,774 x 10 ^-5 pri 25 ° C.

Zvišanje temperature skoraj neopazno poveča bazičnost amonijevega hidroksida.

Nomenklatura

Kakšna so vsa običajna in uradna imena za NH ₄ OH? Glede na to, kar je vzpostavil IUPAC, je njegovo ime amonijev hidroksid, ker vsebuje hidroksil anion.

Amonij je zaradi naboja +1 monovalen, zato ga z uporabo nomenklature Stock imenujemo kot: amonijev hidroksid (I).

Čeprav je uporaba izraza amonijev hidroksid tehnično napačna, saj spojine ni mogoče izolirati (vsaj na Zemlji, kot je podrobno pojasnjeno v prvem oddelku).

Prav tako se amonijev hidroksid imenuje amonijačna voda in tekoči amonijak.

Topnost

NH ₄ OH v zemeljskih razmerah ne obstaja kot sol, ni mogoče oceniti, kako topna je v različnih topilih.

Vendar pa bi bilo pričakovati, da je v vodi izjemno topen, saj bi se z njegovim raztapljanjem sprostile ogromne količine NH ₃ . Teoretično bi bil neverjeten način shranjevanja in prevoza amonijaka.

V drugih topilih, ki lahko sprejemajo vodikove vezi, kot so alkoholi in amini, je mogoče pričakovati, da bodo tudi v njih zelo topne. Tu je NH ₄ ⁺ kation donator vodikove vezi in OH ^- služi kot oboje.

Primeri teh interakcij z metanolom bi: H ₃ N ⁺ H - OHCH ₃ in HO ^- - HO ₃ (OHCH ₃ označuje, da je kisik leži vodikovih vezi, ne da je metilna skupina vezana na H).

Tveganja

-Kontakt z očmi povzroči draženje, ki lahko privede do poškodb oči.

- Je jedko. Zato lahko ob stiku s kožo povzroči draženje, pri visokih koncentracijah reagenta pa kožne opekline. Ponavljajoči stik amonijevega hidroksida s kožo lahko povzroči, da je suha, srbeča in rdeča (dermatitis).

-Vdihavanje amonijevega hidroksida lahko povzroči akutno draženje dihalnih poti, za katero je značilno zadušitev, kašelj ali zasoplost. Dolgotrajna ali večkratna izpostavljenost snovi lahko povzroči ponavljajoče se okužbe bronhijev. Prav tako lahko vdihavanje amonijevega hidroksida povzroči draženje pljuč.

-Izpostavitev visokih koncentracij amonijevega hidroksida lahko predstavlja zdravstveno stanje, saj lahko pride do kopičenja tekočine v pljučih (pljučni edem).

-Koncentracija 25 ppm je bila upoštevana kot meja izpostavljenosti v 8-urni delovni izmeni v okolju, kjer je delavec izpostavljen škodljivemu vplivu amonijevega hidroksida.

Reaktivnost

- Poleg možne škode za zdravje zaradi izpostavljenosti amonijevemu hidroksidu obstajajo še drugi previdnostni ukrepi, ki jih je treba upoštevati pri delu s snovjo.

-Amonijev hidroksid lahko reagira z mnogimi kovinami, kot so: srebro, baker, svinec in cink. Prav tako reagira s solmi teh kovin, da tvorijo eksplozivne spojine in sproščajo vodikov plin; ki je vnetljiv in eksploziven.

- Lahko burno reagira z močnimi kislinami, na primer: klorovodikovo kislino, žveplovo kislino in dušikovo kislino. Enako reagira tudi z dimetil sulfatom in halogeni.

-Vpliva na močne baze, kot sta natrijev hidroksid in kalijev hidroksid, ki proizvajata plinast amonijak. To lahko preverimo z opazovanjem ravnotežje v raztopini, pri kateri dodajanje OH ^- ionov premakne ravnotežje za tvorbo NH ₃ .

- Kovinskih in aluminijevih kovin kot tudi drugih pocinkanih kovin ne smemo uporabljati pri ravnanju z amonijevim hidroksidom zaradi korozivnega delovanja nanje.

Prijave

V hrani

-Uporablja se kot dodatek v številnih živilih, v katerih deluje kot sredstvo za razkuževanje, nadzor pH in končno sredstvo za površino hrane.

- Seznam živil, v katerih se uporablja amonijev hidroksid, je obsežen in vključuje pecivo, sire, čokolade, bombone in pudinge.

-Fadonov hidroksid je FDA razvrstil kot neškodljivo snov za predelavo hrane, če se upoštevajo ustaljeni standardi.

-V mesnih izdelkih se uporablja kot protimikrobno sredstvo, saj lahko izloči bakterije, kot je E. coli, in jih zmanjša na nezaznavne ravni. Bakterije najdemo v črevesju goveda in se prilagodijo kislemu okolju. Z uravnavanjem pH amonijev hidroksid zavira rast bakterij.

Terapevtiki

-Amonijev hidroksid ima več terapevtskih uporab, vključno z:

-10% raztopina se uporablja kot stimulans dihalnega refleksa

-Navzeto se na koži uporablja za zdravljenje pikov in ugrizov žuželk.-V prebavnem sistemu deluje kot protikacidno in karminativno, torej pomaga pri odstranjevanju plinov.

Poleg tega se uporablja kot aktualno sredstvo za akutne in kronične mišično-skeletne bolečine. Kot posledica močnega delovanja amonijevega hidroksida pride do lokalnega povečanja pretoka krvi, pordelosti in draženja.

Industrijska in razna

- Deluje na zmanjšanje NOx (zelo reaktivni plini, kot sta dušikov oksid (NO) in dušikov dioksid (NO ₂ )) za emisije baterij in zmanjšanje NOx v emisijah iz dimnikov.

-Uporablja se kot mehčalec; dodatek za barve in obdelavo površin.

-Povečuje poroznost las, kar omogoča večjim penetracijam pigmentov, kar dosega boljši zaključek.

-Amonijev hidroksid se uporablja kot protimikrobno sredstvo pri čiščenju odpadne vode. Poleg tega sodeluje pri sintezi kloramina. Ta snov izpolnjuje funkcijo, podobno kloru, pri čiščenju vode v bazenu, prednost pa je, da je manj strupena.

- Uporablja se kot zaviralec korozije v postopku rafiniranja olj.

- Uporablja se kot čistilno sredstvo v različnih industrijskih in komercialnih izdelkih, saj se uporablja na različnih površinah, vključno z: nerjavnim jeklom, porcelanom, steklom in pečico.

-Dodobno se uporablja pri proizvodnji detergentov, mil, farmacevtskih izdelkov in črnil.

V kmetijstvu

Čeprav se ne daje neposredno kot gnojilo, to počne amonijev hidroksid. Amonijak se pridobiva iz atmosferskega dušika po metodi Haber-Bosch in se prevaža v hladilniku pod vreliščem (-33 ° C) do mest uporabe.

Amoniak pod tlakom se v obliki pare vbrizga v tla, kjer takoj reagira z edafsko vodo in preide v obliko amoniaka (NH ₄ ⁺ ), ki se zadržuje na mestih za izmenjavo kationov v tleh. Poleg tega nastaja amonijev hidroksid. Te spojine so vir dušika.

Dušik skupaj s fosforjem in kalijem tvori triado glavnih rastlinskih hranil, ki so nujna za njihovo rast.

Reference

1. Ganong, WF (2002), medicinska fiziologija. 19. izdaja. Uredniški priročnik Moderno.
2. AD Fortes, JP Brodholt, IG Wood in L. Vocadlo. (2001). Ab initio simulacija amonia monohidrata (NH ₃ ∙ H ₂ O) in amonijevega hidroksida (NH ₄ OH). Ameriški inštitut za fiziko. J. Chem. Phys., Vol. 115, št. 15, 15.
3. Helmenstine, Anne Marie, dr. (6. februar 2017). Dejstva o amonijevem hidroksidu. Pridobljeno: misel.com
4. Skupina Pochteca. (2015). Amonijev hidroksid. pochteca.com.mx
5. NJ zdravje. (sf). Opis o nevarnih snoveh: amonijev hidroksid. . Pridobljeno od: nj.gov
6. Učitelj kemije. (2018). Amonijev hidroksid. Pridobljeno: chemistrylearner.com
7. PubChem. (2018). Amonijev hidroksid. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov