Ιδιότητες, δομή, χρήσεις και κίνδυνοι ανθρακικού αμμωνίου

Το ανθρακικό αμμώνιο είναι ένα ανόργανο άλας αζώτου, ειδικά αμμωνιακό, του οποίου ο χημικός τύπος είναι (ΝΗ₄)₂CO₃. Επεξεργάζεται με μεθόδους σύνθεσης, μεταξύ των οποίων αξίζει να αναφερθεί η χρήση της εξάχνωσης ενός μίγματος θειικού αμμωνίου και ανθρακικού ασβεστίου: (NH₄)₂Έτσι₄(ων) + CaCO₃(s) => (ΝΗ₄)₂CO₃(ων) + CaSO₄(ες).

Γενικά, τα άλατα αμμωνίου και ανθρακικού ασβεστίου θερμαίνονται σε ένα δοχείο για να δημιουργηθεί το ανθρακικό αμμώνιο. Η βιομηχανική μέθοδος που παράγει τους τόνους αυτού του άλατος είναι να περάσει διοξείδιο του άνθρακα μέσω μίας στήλης απορρόφησης που περιέχει ένα διάλυμα αμμωνίου σε νερό, ακολουθούμενη από απόσταξη.

Οι ατμοί που περιέχουν αμμώνιο, διοξείδιο του άνθρακα και νερό συμπυκνώνονται για να σχηματίσουν κρυστάλλους ανθρακικού αμμωνίου: 2ΝΗ₃(g) + Η₂O (1) + CO₂(g) → (ΝΗ₄)₂CO₃(ες) Το καρβονικό οξύ παράγεται στην αντίδραση, Η₂CO₃, μετά από διάλυση του διοξειδίου του άνθρακα στο νερό, και αυτό το οξύ δίνει τα δύο πρωτόνια του, H⁺, σε δύο μόρια αμμωνίας.

Ευρετήριο

• 1 Φυσικές και χημικές ιδιότητες
• 2 Χημική δομή
  • 2.1 Δομικές περιπλοκές
• 3 Χρήσεις
• 4 Κίνδυνοι
• 5 Αναφορές

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Είναι ένα λευκό στερεό, κρυσταλλικό και άχρωμο, με έντονες οσμές και αμμωνιακές γεύσεις. Λιώνει στους 58 ° C αποσυντίθεται σε αμμωνία, νερό και διοξείδιο του άνθρακα: ακριβώς η παραπάνω χημική εξίσωση αλλά στην αντίθετη κατεύθυνση.

Ωστόσο, αυτή η αποσύνθεση συμβαίνει σε δύο στάδια: πρώτα απελευθερώνεται ένα μόριο ΝΗ₃, παραγωγή διττανθρακικού αμμωνίου (ΝΗ₄HCO₃) · και δεύτερον, αν η θέρμανση συνεχίσει, το ανθρακικό άλας είναι δυσανάλογο, απελευθερώνοντας ακόμη περισσότερο αέρια αμμωνία.

Είναι ένα στερεό πολύ διαλυτό στο νερό και λιγότερο διαλυτό σε αλκοόλες. Κατασκευάζει γέφυρες υδρογόνου με νερό και όταν διαλύει 5 γραμμάρια σε 100 γραμμάρια νερού, παράγει ένα βασικό διάλυμα με ρΗ περίπου 8,6.

Η υψηλή συγγένειά του με το νερό το καθιστά υγροσκοπικό στερεό (απορροφά υγρασία) και γι 'αυτό είναι δύσκολο να το βρούμε στην άνυδρη μορφή του. Στην πραγματικότητα, η μονοϋδρική μορφή του, (NH₄)₂CO₃· H₂O), είναι το πιο κοινό από όλα και εξηγεί πώς το αλάτι είναι ο φορέας του αερίου αμμωνίας, το οποίο προκαλεί οσμή.

Στον αέρα αποσυντίθεται για να παράγει όξινο ανθρακικό αμμώνιο και ανθρακικό αμμώνιο (ΝΗ₄NH₂CO₂).

Χημική δομή

Η χημική δομή του ανθρακικού αμμωνίου απεικονίζεται στην άνω εικόνα. Στη μέση είναι το ανιόν CO₃^2-, το επίπεδο τρίγωνο με το μαύρο κέντρο και τις κόκκινες σφαίρες. και στις δύο πλευρές, τα κατιόντα NH αμμωνίου₄⁺ με τετραεδρικές γεωμετρίες.

Η γεωμετρία του ιόντος αμμωνίου εξηγείται από την υβ υβριδοποίηση³ του ατόμου αζώτου, διατάζοντας τα άτομα του υδρογόνου (τις λευκές σφαίρες) γύρω από αυτό με τη μορφή τετραέδρου. Αλληλεπιδράσεις καθιερώνονται μεταξύ των τριών ιόντων με δεσμούς υδρογόνου (Η₃Ν-Η-Ο-00₂^2-).

Χάρη στη γεωμετρία του, ένα μόνο ανιόν CO₃^2- μπορεί να σχηματίσει έως και τρεις γέφυρες υδρογόνου. ενώ τα κατιόντα ΝΗ₄⁺ ίσως δεν μπορούν να σχηματίσουν τις αντίστοιχες τέσσερις γέφυρες υδρογόνου εξαιτίας των ηλεκτροστατικών αντιδράσεων μεταξύ των θετικών φορτίων τους.

Το αποτέλεσμα όλων αυτών των αλληλεπιδράσεων είναι η κρυστάλλωση ενός ορθορομβικού συστήματος. Γιατί είναι τόσο υγροσκοπικό και διαλυτό στο νερό; Η απάντηση είναι στην ίδια παράγραφο παραπάνω: υδρογόνο γέφυρες.

Αυτές οι αλληλεπιδράσεις είναι υπεύθυνες για την ταχεία απορρόφηση νερού από το άνυδρο άλας για να σχηματιστεί (ΝΗ₄)₂CO₃· H₂Ο). Αυτό έχει ως αποτέλεσμα αλλαγές στη χωροταξική διάταξη των ιόντων και συνεπώς στην κρυσταλλική δομή.

Δομικές περιπλοκές

Όσο πιο απλό φαίνεται (NH₄)₂CO₃, είναι τόσο ευαίσθητο στους άπειρους μετασχηματισμούς ότι η δομή του είναι ένα μυστήριο που υπόκειται στην πραγματική σύνθεση του στερεού. Η δομή αυτή επίσης ποικίλλει ανάλογα με τις πιέσεις που επηρεάζουν τους κρυστάλλους.

Μερικοί συγγραφείς έχουν διαπιστώσει ότι τα ιόντα παραγγέλλονται ως συνεπίπεδες αλυσίδες που συνδέονται με δεσμούς υδρογόνου (δηλαδή μια αλυσίδα με ακολουθία NH).₄⁺-CO₃^2--...) στην οποία τα μόρια του νερού είναι πιθανό να χρησιμεύσουν ως συνδετήρες σε άλλες αλυσίδες.

Ακόμη περισσότερο, ξεπερνώντας τον χερσαίο ουρανό, πώς είναι αυτοί οι κρύσταλλοι σε χωρικές ή διαστρωματικές συνθήκες; Ποιες είναι οι συνθέσεις σας ως προς την σταθερότητα των ανθρακούχων ειδών; Υπάρχουν μελέτες που επιβεβαιώνουν τη μεγάλη σταθερότητα αυτών των κρυστάλλων που παγιδεύονται στις πλανητικές μάζες πάγου και στους κομήτες.

Αυτό τους επιτρέπει να λειτουργούν ως αποθέματα άνθρακα, αζώτου και υδρογόνου, τα οποία, λαμβάνοντας ηλιακή ακτινοβολία, μπορούν να μετατραπούν σε οργανικά υλικά όπως τα αμινοξέα..

Δηλαδή, αυτά τα παγωμένα μπλοκ αμμωνίας θα μπορούσαν να είναι φορείς του "τροχού που ξεκινάει τον μηχανισμό της ζωής" στον Κόσμο. Για τους λόγους αυτούς το ενδιαφέρον του στον τομέα της αστροβιολογίας και της βιοχημείας αυξάνεται.

Χρησιμοποιεί

Χρησιμοποιείται ως διογκωτικός παράγοντας, καθώς όταν θερμαίνεται παράγει διοξείδιο του άνθρακα και αέρια αμμωνίου. Το ανθρακικό αμμώνιο είναι, αν θέλετε, πρόδρομος στις σύγχρονες σκόνες ψησίματος και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ψήνετε μπισκότα και επίπεδη μπισκότα.

Ωστόσο, η χρήση του για ψησίματα δεν συνιστάται. Λόγω του πάχους των κέικ, τα αέρια αμμωνίας διατηρούνται στο εσωτερικό και παράγουν μια δυσάρεστη γεύση.

Χρησιμοποιείται ως αποχρεμπτικό, δηλαδή ανακουφίζει από το βήχα αποσυμφορώντας τους βρόγχους. Έχει μυκητοκτόνο δράση, που χρησιμοποιείται για το λόγο αυτό στη γεωργία. Είναι επίσης ρυθμιστής της οξύτητας που υπάρχει στα τρόφιμα και χρησιμοποιείται στην οργανική σύνθεση ουρίας υπό συνθήκες υψηλής πίεσης και υδαντοΐνες.

Κίνδυνοι

Το ανθρακικό αμμώνιο είναι εξαιρετικά τοξικό. Παράγει στον άνθρωπο έναν οξεία ερεθισμό της στοματικής κοιλότητας όταν έρχεται σε επαφή.

Επιπλέον, εάν εισάγεται, προκαλεί γαστρικό ερεθισμό. Παρόμοια δράση παρατηρείται στα μάτια που εκτίθενται σε ανθρακικό αμμώνιο.

Η εισπνοή αερίων αποσύνθεσης αλατιού μπορεί να ερεθίσει τη μύτη, το λαιμό και τους πνεύμονες, προκαλώντας βήχα και αναπνευστική δυσχέρεια.

Η οξεία έκθεση των σκύλων νηστείας στο ανθρακικό αμμώνιο σε δόση 40 mg / kg προκαλεί εμετό και διάρροια. Οι υψηλότερες δόσεις ανθρακικού αμμωνίου (200 mg / kg βάρους) είναι συνήθως θανατηφόρες. Η καρδιακή βλάβη αναφέρεται ως η αιτία θανάτου.

Εάν θερμαίνεται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες και σε έναν αέρα εμπλουτισμένο με οξυγόνο, εκπέμπει τοξικά NO αέρια.₂.

Αναφορές

1. PubChem. (2018). Ανθρακικό αμμώνιο. Ανακτήθηκε στις 25 Μαρτίου 2018, από την PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Οργανική Πύλη Χημείας. ((2009-2018)). Αντίδραση Bucherer-Bergs. Ανακτήθηκε στις 25 Μαρτίου 2018 από την πύλη οργανικής χημείας: www.organic-chemistry.org
3. Kiyama, Ryo. Yanagimoto, Takao (1951) Χημικές αντιδράσεις υπό εξαιρετικά υψηλή πίεση: σύνθεση ουρίας από στερεό ανθρακικό αμμώνιο. Η ανασκόπηση της φυσικής χημείας της Ιαπωνίας, 21: 32-40
4. Fortes, Α. D., Wood, Ι. G., Alfè, D., Hernandez, Ε. R., Gutmann, Μ., & Sparkes, Η. Α. (2014). Δομή, δεσμός υδρογόνου και θερμική διαστολή του μονοένυδρου ανθρακικού αμμωνίου. Acta Crystallographica τμήμα Β, δομικές επιστήμες, κρυσταλλική μηχανική και υλικά, 70(Pt6), 948-962.
5. Wikipedia. (2018). Ανθρακικό αμμώνιο. Ανακτήθηκε στις 25 Μαρτίου 2018, από τη Wikipedia: en.wikipedia.org
6. Η χημική εταιρεία. (2018). Η χημική εταιρεία. Ανακτήθηκε στις 25 Μαρτίου 2018, από την The Chemical Company: thechemco.com