Ammoniumhydroksydstruktur, egenskaper og bruksområder

2236
Alexander Pearson

De ammonium hydroksid er en forbindelse med molekylformelen NH4Åh åh5NO produsert ved oppløsning av ammoniakkgass (NH3) i vann. Av denne grunn kalles det ammoniakkvann eller flytende ammoniakk..

Det er en fargeløs væske med en veldig intens og skarp lukt, som ikke kan isoleres. Disse egenskapene har et direkte forhold til konsentrasjonen av NH3 oppløst i vann; konsentrasjon som faktisk, som en gass, kan omfatte store mengder av den oppløst i et lite volum vann.

Kilde: Gabriel Bolívar

En betydelig liten del av disse vandige løsningene består av NH-kationer.4+ og OH-anionene-. På den annen side, i veldig fortynnede oppløsninger eller i frosne faste stoffer ved svært lave temperaturer, kan ammoniakk finnes i form av hydrater, slik som: NH3∙ HtoEller, 2NH3∙ HtoO og NH3∙ 2HtoELLER.

Som et merkelig faktum består Jupiters skyer av fortynnede oppløsninger av ammoniumhydroksid. Imidlertid klarte ikke Galileo-romsonden å finne vann i planetens skyer, noe som ville forventes på grunn av den kunnskapen vi har om dannelsen av ammoniumhydroksid; det vil si at de er NH-krystaller4OH helt vannfri.

Ammoniumionet (NH4+) produseres i det renale rørformede lumen ved foreningen av ammoniakk og hydrogen, utskilt av de renale rørformede cellene. På samme måte produseres ammoniakk i nyre-rørformede celler i løpet av transformasjon av glutamin til glutamat, og i sin tur i omdannelsen av glutamat til α-ketoglutarat.

Ammoniakk produseres industrielt etter Haber-Bosch-metoden, hvor nitrogen og hydrogengasser reageres; ved hjelp av jern-ion, aluminiumoksid og kaliumoksid som katalysatorer. Reaksjonen utføres ved høyt trykk (150 - 300 atmosfærer) og høye temperaturer (400-500 ° C), med et utbytte på 10-20%.

Ammoniakk produseres i reaksjonen, som når oksiderer produserer nitritter og nitrater. Disse er essensielle for å oppnå salpetersyre og gjødsel som ammoniumnitrat..

Artikkelindeks

  • 1 Kjemisk struktur
    • 1.1 Ammoniakkis
  • 2 Fysiske og kjemiske egenskaper
    • 2.1 Molekylformel
    • 2.2 Molekylvekt
    • 2.3 Utseende
    • 2.4 Konsentrasjon
    • 2,5 Lukt
    • 2.6 Smak
    • 2.7 Terskelverdi
    • 2.8 Kokepunkt
    • 2.9 Løselighet
    • 2.10 Løselighet i vann
    • 2.11 Tetthet
    • 2.12 Damptetthet
    • 2.13 Damptrykk
    • 2.14 Etsende virkning
    • 2,15 pH
    • 2.16 Dissosiasjonskonstant
  • 3 Nomenklatur
  • 4 Løselighet
  • 5 risikoer
    • 5.1 Reaktivitet
  • 6 bruksområder
    • 6.1 I mat
    • 6.2 Terapeutiske midler
    • 6.3 Industriell og diverse
    • 6.4 I landbruket
  • 7 Referanser

Kjemisk struktur

Som definisjonen indikerer, består ammoniumhydroksid av en vandig løsning av ammoniakkgass. Derfor, i væsken, er det ingen definert struktur utover den for et tilfeldig arrangement av NH-ioner.4+ og OH- solvatisert av vannmolekyler.

Ammonium- og hydroksylioner er produkter av en likevekt av ammoniakkhydrolyse, så det er vanlig at disse løsningene har en skarp lukt:

NH3(g) + HtoO (l) <=> NH4+(ac) + OH-(ac)

I følge den kjemiske ligningen vil en høy reduksjon i vannkonsentrasjonen forskyve likevekten til dannelsen av mer ammoniakk; det vil si at når ammoniumhydroksyd varmes opp, vil ammoniakkdamp frigjøres.

Av denne grunn NH-ioner4+ og OH- unnlater å danne en krystall under terrestriske forhold, noe som resulterer i den faste basen NH4Å eksisterer ikke.

Dette faste stoffet skal bare være sammensatt av elektrostatisk samvirkende ioner (som vist på bildet).

Ammoniakkis

Imidlertid, under temperaturer godt under 0 ° C, og omgitt av enorme trykk, som de som hersker i kjernene av isete måner, fryser ammoniakk og vann. Ved å gjøre det krystalliserer de seg til en fast blanding med forskjellige støkiometriske forhold, den enkleste er NH3∙ HtoO: ammoniakkmonohydrat.

NH3∙ HtoO og NH3∙ 2HtoEller de er ammoniakkis, siden det faste stoffet består av et krystallinsk arrangement av vann- og ammoniakkmolekyler bundet av hydrogenbindinger..

Gitt en endring i T og P, ifølge beregningsstudier som simulerer alle fysiske variabler og deres effekter på disse isene, skjer en overgang av en NH-fase.3∙ nHtoEller til en NH-fase4Åh.

Derfor er det bare under disse ekstreme forholdene4OH kan eksistere som et produkt av en protonasjon i is mellom NH3 og HtoELLER:

NH3(s) + HtoDu) <=> NH4Oh s)

Merk at denne gangen, i motsetning til ammoniakkhydrolyse, de involverte artene er i en fast fase. En ammoniakkis som blir salt uten utslipp av ammoniakk.

Fysiske og kjemiske egenskaper

Molekylær formel

NH4Åh åh5IKKE

Molekylær vekt

35,046 g / mol

Utseende

Det er en fargeløs væske.

Konsentrasjon

Opptil omtrent 30% (for NH-ioner4+ og OH-).

Lukt

Veldig sterk og skarp.

Smak

Acre.

Grenseverdi

34 spm for ikke-spesifikk deteksjon.

Kokepunkt

38 ºC (25%).

Løselighet

Eksisterer bare i vandig løsning.

Vannløselighet

Blandbar i ubegrensede proporsjoner.

Tetthet

0,90 g / cm3 ved 25 ºC.

Damptetthet

I forhold til luft tatt som enhet: 0,6. Det vil si at den er mindre tett enn luft. Imidlertid refererer den rapporterte verdien logisk til ammoniakk som en gass, ikke dens vandige løsninger eller NH4Åh.

Damptrykk

2160 mmHg ved 25 ºC.

Etsende handling

Den er i stand til å oppløse sink og kobber.

pH

11,6 (1N løsning); 11,1 (løsning 0,1 N) og 10,6 (0,01 N løsning).

Dissosiasjonskonstant

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

pKb = 4,751; Kb = 1774 x 10-5 ved 25 ºC.

Å øke temperaturen nesten umerkelig øker grunnleggende ammoniumhydroksid.

Nomenklatur

Hva er alle de vanlige og offisielle navnene som NH mottar?4ÅH? I henhold til det som er etablert av IUPAC, er navnet ammoniumhydroksid fordi det inneholder hydroksylanionet.

Ammonium er på grunn av sin +1-ladning monovalent, så ved bruk av stamnomenklaturen heter det: ammoniumhydroksid (I).

Selv om bruken av begrepet ammoniumhydroksid er teknisk feil, siden forbindelsen ikke kan isoleres (i det minste ikke på jorden, som forklart i detalj i første avsnitt).

Også kalles ammoniumhydroksid ammoniakkvann og flytende ammoniakk..

Løselighet

NH4OH eksisterer ikke som et salt under bakken, det kan ikke estimeres hvor løselig det er i forskjellige løsningsmidler.

Imidlertid forventes det å være ekstremt løselig i vann, siden oppløsningen vil frigjøre enorme mengder NH3. Teoretisk sett vil det være en fantastisk måte å lagre og transportere ammoniakk på.

I andre løsningsmidler som er i stand til å akseptere hydrogenbindinger, som alkoholer og aminer, kan det forventes at det også vil være veldig løselig i dem. Her NH-kationen4+ er en hydrogenbindingsdonor, og OH- fungerer som begge deler.

Eksempler på disse interaksjonene med metanol vil være: H3N+-H - OHCH3 og HO- - HOCH3 (OHCH3 indikerer at oksygen mottar hydrogenbindingen, ikke at metylgruppen er knyttet til H).

Risiko

-I kontakt med øynene forårsaker det irritasjon som kan føre til øyeskade..

-Det er etsende. Derfor kan det forårsake irritasjon ved kontakt med huden, og ved høye konsentrasjoner av reagenset forårsaker det etseskader på huden. Gjentatt kontakt av ammoniumhydroksid med huden kan føre til at det blir tørt, kløende og rødt (dermatitt)..

-Innånding av ammoniumhydroksydtåke kan forårsake akutt irritasjon i luftveiene, preget av kvelning, hoste eller kortpustethet. Langvarig eller gjentatt eksponering for stoffet kan resultere i tilbakevendende bronkiale infeksjoner. Også innånding av ammoniumhydroksid kan forårsake irritasjon i lungene..

-Eksponering for høye konsentrasjoner av ammoniumhydroksid kan utgjøre en medisinsk nødsituasjon ettersom væskeoppbygging i lungene (lungeødem) kan oppstå..

-Konsentrasjonen på 25 ppm er tatt som en eksponeringsgrense i et 8-timers arbeidsskift i et miljø der arbeidstakeren utsettes for den skadelige virkningen av ammoniumhydroksid..

Reaktivitet

-I tillegg til potensiell helseskade fra eksponering for ammoniumhydroksid, er det andre forholdsregler som må tas i betraktning når du arbeider med stoffet..

-Ammoniumhydroksid kan reagere med mange metaller, for eksempel: sølv, kobber, bly og sink. Det reagerer også med saltene av disse metallene for å danne eksplosive forbindelser og frigjøre hydrogengass; som igjen er brannfarlig og eksplosivt.

-Det kan reagere voldsomt med sterke syrer, for eksempel: saltsyre, svovelsyre og salpetersyre. Det reagerer også på samme måte med dimetylsulfat og halogener..

-Reagerer med sterke baser, slik som natriumhydroksid og kaliumhydroksid, og produserer ammoniakkgass. Dette kan verifiseres ved å observere likevekten i løsning, der tilsetning av OH-ioner- skifter likevekt til NH-dannelse3.

-Kobber- og aluminiummetaller, så vel som andre galvaniserte metaller, skal ikke brukes ved håndtering av ammoniumhydroksid på grunn av dets korroderende virkning på dem..

applikasjoner

I mat

-Det brukes som tilsetningsstoff i mange matvarer der det fungerer som et hevemiddel, pH-kontroll og etterbehandlingsmiddel for overflaten av matvarer..

-Listen over matvarer der ammoniumhydroksid brukes er omfattende og inkluderer bakevarer, oster, sjokolade, godteri og puddinger..

-Ammoniumhydroksid er oppført som et sikkert stoff av FDA for matforedling, så lenge etablerte standarder følges..

-I kjøttprodukter brukes det som et antimikrobielt middel, og er i stand til å eliminere bakterier som E. coli, og redusere det til uoppdagelige nivåer. Bakteriene finnes i tarmen til storfe, og tilpasser seg det sure miljøet. Ammoniumhydroksid hindrer bakterievekst ved å regulere pH.

Terapeutikk

-Ammoniumhydroksid har flere terapeutiske bruksområder, inkludert:

-10% løsningen brukes som et stimulerende middel for åndedrettsrefleksen

-Eksternt brukes det på huden for å behandle insektbitt og bitt - Det virker i fordøyelsessystemet som et syrenøytraliserende og karminativt middel, det vil si det hjelper til med å eliminere gasser.

I tillegg brukes den som en aktuell rubefasient mot akutte og kroniske muskelsmerter. Som en konsekvens av ammoniumhydroksyds rubefacient virkning er det en lokal økning i blodstrøm, rødhet og irritasjon..

Industriell og diverse

-Det fungerer for å redusere NOx (svært reaktive gasser som nitrogenoksid (NO) og nitrogendioksid (NOto)) for batteriutslipp og NOx-reduksjon i stabile utslipp.

-Den brukes som myknere; malingstilsetningsstoff og for overflatebehandling.

-Øker hårets porøsitet slik at fargestoffets pigmenter får større penetrasjon, noe som gir en bedre finish.

-Ammoniumhydroksid brukes som et antimikrobielt middel i avløpsrensing. I tillegg er det involvert i syntesen av kloramin. Dette stoffet oppfyller en funksjon som ligner klor ved rensing av bassengvann, og har fordelen av å være mindre giftig.

-Den brukes som korrosjonshemmere i petroleumsraffineringsprosessen.

-Den brukes som rengjøringsmiddel i forskjellige industrielle og kommersielle produkter, og brukes på forskjellige overflater, inkludert: rustfritt stål, porselen, glass og ovn.

-I tillegg brukes den til produksjon av vaskemidler, såper, legemidler og blekk..

I landbruket

Selv om det ikke administreres direkte som gjødsel, oppfyller ammoniumhydroksid denne funksjonen. Ammoniakk produseres av atmosfærisk nitrogen etter Haber-Bosch-metoden og transporteres nedkjølt under kokepunktet (-33 ºC) til bruksområdene..

Den trykksatte ammoniakken injiseres som damp i jorda der den umiddelbart reagerer med det edafiske vannet og går over i form av ammonium (NH4+), som blir beholdt i jordens kationutvekslingssteder. I tillegg produseres ammoniumhydroksid. Disse forbindelsene er en kilde til nitrogen.

Sammen med fosfor og kalium utgjør nitrogen triaden av hovednæringsstoffene som er essensielle for veksten..

Referanser

  1. Ganong, W. F. (2002). Medisinsk fysiologi. 19. utgave. Modern Manual Editorial.
  2. A. D. Fortes, J. P. Brodholt, I. G. Wood og L. Vocadlo. (2001). Ab initio simulering av ammoniakkmonohydrat (NH3∙ HtoO) og ammoniumhydroksyd (NH4ÅH). American Institute of Physics. J. Chem. Phys., Bind 115, nr. 15, 15.
  3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (6. februar 2017). Fakta om ammoniumhydroksid. Gjenopprettet fra: thoughtco.com
  4. Pochteca Group. (2015). Ammonium hydroksid. pochteca.com.mx
  5. NJ Helse. (s.f.). Faktaark om farlig stoff: ammoniumhydroksid. [PDF]. Gjenopprettet fra: nj.gov
  6. Kjemielærer. (2018). Ammonium hydroksid. Gjenopprettet fra: chemistrylearner.com
  7. PubChem. (2018). Ammonium hydroksid. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.