Свойства, структура, употреба и рискове от амониев карбонат

на амониев карбонат е неорганична азотна сол, по-специално амонячна, чиято химична формула е (NH₄)₂CO₃. Разработена е чрез методи за синтез, сред които трябва да се отбележи използването на сублимация на смес от амониев сулфат и калциев карбонат:₄)₂SW₄(s) + CaCO₃(s) => (NH₄)₂CO₃(s) + CaSO₄(S).

Обикновено, амониевите и калциевите карбонатни соли се нагряват в съд за получаване на амониев карбонат. Промишленият метод, който произвежда тонове от тази сол, е да премине въглероден двуокис през абсорбционна колона, съдържаща амониев разтвор във вода, последвана от дестилация..

Парите, съдържащи амоний, въглероден диоксид и вода, кондензират, за да образуват кристали на амониев карбонат: 2NH₃(g) + Н₂О (1) + СО₂(g) → (NH₄)₂CO₃(S). В реакцията се получава въглеродна киселина, Н₂CO₃, след разтваряне на въглеродния диоксид във водата и именно тази киселина отдава своите два протона, Н⁺, до две молекули амоняк.

индекс

• 1 Физични и химични свойства
• 2 Химическа структура
  • 2.1 Структурни любопитни факти
• 3 Използване
• 4 Рискове
• 5 Препратки

Физични и химични свойства

Той е бял твърд, кристален и безцветен, със силни миризми и амонячни аромати. То се топи при 58 ° C, разлагайки се на амоняк, вода и въглероден диоксид: точно горното химическо уравнение, но в обратната посока.

Обаче, това разлагане се осъществява в две стъпки: първо се освобождава NH молекула₃, производство на амониев бикарбонат (NH₄НСО₃); и второ, ако нагряването продължава, карбонатът е непропорционален, освобождавайки още повече газообразен амоняк.

Той е твърдо вещество, много разтворимо във вода и по-малко разтворимо в алкохоли. Образува водородни мостове с вода, а когато се разтваря 5 грама в 100 грама вода, генерира основен разтвор с рН около 8,6..

Високият му афинитет към водата го прави хигроскопично твърдо вещество (абсорбира влагата) и затова е трудно да се намери в неговата безводна форма. Всъщност, неговата монохидратна форма, (NH₄)₂CO₃· H₂О), е най-често срещаната и обяснява как солта е носител на амонячен газ, който причинява миризма.

Във въздуха той се разлага, за да генерира амониев бикарбонат и амониев карбонат (NH₄NH₂CO₂).

Химическа структура

Химичната структура на амониевия карбонат е илюстрирана в горното изображение. В средата е CO анион₃^2-, плоския триъгълник с черния център и червените сфери; и от двете страни, амониевите NH катиони₄⁺ с тетраедрични геометрии.

Геометрията на амониевия йон се обяснява с sp хибридизацията³ на азотния атом, подреждане на водородните атоми (белите сфери) около него под формата на тетраедър. Установяват се взаимодействия между трите йона чрез водородни връзки (Н₃N-H-O-CO₂^2-).

Благодарение на своята геометрия, един анион CO₃^2- може да образува до три водородни моста; докато NH катиони₄⁺ може би не могат да образуват съответните четири водородни моста поради електростатичните отблъсквания между положителните си заряди.

Резултатът от всички тези взаимодействия е кристализацията на орторомбична система. Защо е толкова хигроскопичен и разтворим във вода? Отговорът е в същия параграф по-горе: водородни мостове.

Тези взаимодействия са отговорни за бързото абсорбиране на вода от безводната сол до образуване (NH₄)₂CO₃· H₂О). Това води до промени в пространственото подреждане на йони и следователно в кристалната структура.

Структурни любопитни факти

Колкото и просто да изглежда (NH₄)₂CO₃, тя е толкова чувствителна към безкрайни трансформации, че нейната структура е мистерия, подлежаща на истинския състав на твърдото вещество. Тази структура също варира в зависимост от наляганията, които влияят на кристалите.

Някои автори са открили, че йони са подредени като копланарни вериги, свързани с водородни връзки (т.е. верига с NH последователност).₄⁺-CO₃^2--...) в които водните молекули могат да служат като съединители към други вериги.

Нещо повече, как да преодолеем земното небе, как са тези кристали в пространствени или междузвездни условия? Какви са вашите композиции по отношение на стабилността на газираните видове? Има изследвания, които потвърждават голямата стабилност на тези кристали, уловени в планетарните ледени маси и кометите.

Това им позволява да функционират като запаси от въглерод, азот и водород, които, получавайки слънчева радиация, могат да се трансформират в органични материали като аминокиселини..

Това означава, че тези ледени амонячни блокове могат да бъдат носители на "колелото, което инициира машината на живота" в космоса. Поради тези причини интересът му към астробиологията и биохимията нараства.

приложения

Използва се като раздробяващ агент, тъй като при нагряване произвежда въглероден диоксид и амониеви газове. Амониевият карбонат е, ако искате, предшественик на съвременните печещи прахове и може да се използва за печене на бисквити и плоски бисквити.

Не се препоръчва употребата му за печене на кейкове. Поради дебелината на тортите, амонячните газове се задържат вътре и създават неприятен вкус.

Използва се като отхрачващо средство, тоест, облекчава кашлицата чрез обезценяване на бронхите. Той има фунгицидно действие, използван по тази причина в селското стопанство. Също така е регулатор на киселинността в храните и се използва в органичния синтез на урея при условия на високо налягане и хидантоини.

рискове

Амониевият карбонат е силно токсичен. Тя произвежда в човешките същества остро раздразнение на устната кухина, когато се поставя в контакт.

Освен това, ако се погълне, причинява стомашно дразнене. Подобно действие се наблюдава в очите, изложени на амониев карбонат.

Вдишването на газове от разлагането на солта може да раздразни носа, гърлото и белите дробове, като причинява кашлица и дихателна недостатъчност..

Острата експозиция на гладуващи кучета на амониев карбонат в доза 40 mg / kg причинява повръщане и диария. Най-високите дози амониев карбонат (200 mg / kg тегло) обикновено са смъртоносни. Увреждането на сърцето се посочва като причина за смъртта.

Ако се нагрява до много високи температури и във въздух, обогатен с кислород, той отделя токсични NO газове.₂.

препратки

1. PubChem. (2018). Амониев карбонат. Възстановено на 25 март 2018 г. от PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Портал за органична химия. ((2009-2018)). Реакция Bucherer-Bergs. Възстановен на 25 март 2018 г. от Портал за органична химия: www.organic-chemistry.org
3. Кияма, Рио; Yanagimoto, Takao (1951) Химични реакции при свръхвисоко налягане: синтез на урея от твърд амониев карбонат. Преглед на физическата химия на Япония, 21: 32-40
4. Fortes, A.D., Wood, I.G., Alfè, D., Hernandez, E.R., Gutmann, M.J., & Sparkes, H. A. (2014). Структура, водородно свързване и термично разширение на амониев карбонат монохидрат. Acta Crystallographica Секция Б, Структурни науки, Кристално инженерство и материали, 70(Pt6), 948-962.
5. Wikipedia. (2018). Амониев карбонат. Възстановено на 25 март 2018 г. от Wikipedia: en.wikipedia.org
6. Химическата компания. (2018). Химическата компания. Възстановен на 25 март 2018 г. от The Chemical Company: thechemco.com