خواص كربونات الأمونيوم وهيكلها واستخداماتها ومخاطرها

ال كربونات الأمونيوم هو ملح النيتروجين غير العضوي ، وعلى وجه التحديد الأمونيا ، الذي تركيبة كيميائية هي (NH₄)₂CO₃. تم تطويره بطرق تركيبية ، من بينها استخدام التسامي لمزيج من كبريتات الأمونيوم وكربونات الكالسيوم.₄)₂SW₄(ق) + CaCO₃(s) => (NH₄)₂CO₃(ق) + CaSO₄(S).

بشكل عام ، يتم تسخين أملاح الأمونيوم وكربونات الكالسيوم في وعاء لتكوين كربونات الأمونيوم. تتمثل الطريقة الصناعية التي تنتج أطنان من هذا الملح في تمرير ثاني أكسيد الكربون من خلال عمود امتصاص يحتوي على محلول الأمونيوم في الماء ، يليه تقطير.

الأبخرة التي تحتوي على الأمونيوم وثاني أكسيد الكربون والماء تتكثف لتشكيل بلورات كربونات الأمونيوم: 2NH₃(ز) + ح₂يا (ل) + CO₂(ز) → (NH₄)₂CO₃(S). يتم إنتاج حمض الكربونيك في التفاعل ، H₂CO₃, بعد إذابة ثاني أكسيد الكربون في الماء ، وهذا الحمض هو الذي يتخلى عن اثنين من البروتونات ، H⁺, لاثنين من جزيئات الأمونيا.

مؤشر

• 1 الخصائص الفيزيائية والكيميائية
• 2 التركيب الكيميائي
  • 2.1 الفضول الهيكلي
• 3 الاستخدامات
• 4 مخاطر
• 5 المراجع

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

إنها صلبة بيضاء ، بلورية وعديمة اللون ، ذات روائح قوية ونكهات الأمونيا. يذوب عند 58 درجة مئوية ويتحلل إلى الأمونيا والماء وثاني أكسيد الكربون: بالضبط المعادلة الكيميائية المذكورة أعلاه ولكن في الاتجاه المعاكس.

ومع ذلك ، يحدث هذا التحلل في خطوتين: أولاً يتم تحرير جزيء NH₃, إنتاج بيكربونات الأمونيوم (NH₄HCO₃)؛ وثانياً ، إذا استمر التسخين ، فإن الكربونات غير متناسبة مع إطلاق غاز الأمونيا.

وهو مادة صلبة للغاية قابلة للذوبان في الماء وأقل ذوبان في الكحول. إنه يشكّل جسور الهيدروجين بالماء ، وعندما يذوب 5 غرامات في 100 غرام من الماء ، فإنه يولد محلولاً أساسياً برقم هيدروجيني حوالي 8.6.

تقاربها العالي للمياه يجعلها صلبة استرطابية (تمتص الرطوبة) ، ولهذا السبب يصعب العثور عليها في شكلها اللامائي. في الواقع ، شكله monohydrated ، (NH₄)₂CO₃· ح₂O) ، هو الأكثر شيوعا للجميع ويشرح كيف الملح هو الناقل لغاز الأمونيا ، والذي يسبب الرائحة.

تتحلل في الهواء لتوليد بيكربونات الأمونيوم وكربونات الأمونيوم (NH₄NH₂CO₂).

التركيب الكيميائي

ويتضح التركيب الكيميائي لكربونات الأمونيوم في الصورة العليا. في الوسط هو أنيون CO₃^2-, المثلث المسطح مع المركز الأسود والكرات الحمراء ؛ وعلى كلا الجانبين ، الكاتيونات NH الأمونيوم₄⁺ مع هندسي رباعي السطوح.

يتم تفسير هندسة أيون الأمونيوم بواسطة التهجين sp³ من ذرة النيتروجين ، وطلب ذرات الهيدروجين (الكرات البيضاء) من حولها في شكل رباعي السطوح. تنشأ التفاعلات بين الأيونات الثلاثة بواسطة روابط الهيدروجين (H₃N-H- O-CO₂^2-).

بفضل هندستها ، وهي شركة أنيون واحدة₃^2- يمكن أن تشكل ما يصل إلى ثلاثة جسور الهيدروجين. بينما الكاتيونات NH₄⁺ ربما لا يمكنهم تكوين جسور الهيدروجين الأربعة المناظرة لهم بسبب التنافر الكهربائي بين شحناتهم الإيجابية.

نتيجة كل هذه التفاعلات هي تبلور نظام تقويم العظام. لماذا هو استرطابي جدا وقابل للذوبان في الماء؟ الجواب في نفس الفقرة أعلاه: جسور الهيدروجين.

هذه التفاعلات هي المسؤولة عن الامتصاص السريع للمياه من الملح اللامائي لتشكيل (NH₄)₂CO₃· ح₂O). ينتج عن هذا تغييرات في الترتيب المكاني للأيونات ، وبالتالي في التركيب البلوري.

الفضول الهيكلي

بهذه البساطة كما يبدو (NH₄)₂CO₃, إنها حساسة للغاية للتحولات اللانهائية بحيث هيكلها هو لغز خاضع للتكوين الحقيقي للمادة الصلبة. يختلف هذا الهيكل أيضًا وفقًا للضغوط التي تؤثر على البلورات.

لقد وجد بعض المؤلفين أن الأيونات مرتبة كسلسلة متحدة المستوى مرتبطة بصلات هيدروجينية (أي سلسلة ذات تسلسل NH).₄⁺-CO₃^2--...) التي من المحتمل أن تكون جزيئات الماء بمثابة روابط لسلاسل أخرى.

والأكثر من ذلك ، تجاوز السماء الأرضية ، كيف هي هذه البلورات في الظروف المكانية أو بين النجوم؟ ما هي مؤلفاتك من حيث ثبات الأنواع الغازية؟ هناك دراسات تؤكد الاستقرار الكبير لهذه البلورات المحاصرة في كتل الجليد الكوكبية والمذنبات.

هذا يسمح لهم بالعمل كاحتياطيات من الكربون والنيتروجين والهيدروجين ، والتي ، عند تلقي الإشعاع الشمسي ، يمكن أن تتحول إلى مواد عضوية مثل الأحماض الأمينية..

أي أن كتل الأمونيا الجليدية هذه يمكن أن تكون حاملات "العجلة التي تطلق آلية الحياة" في الكون. لهذه الأسباب يتزايد اهتمامه بمجال علم الأحياء الفلكي والكيمياء الحيوية.

تطبيقات

يتم استخدامه كعامل تخمير ، لأنه عند تسخينه ينتج ثاني أكسيد الكربون وغازات الأمونيوم. كربونات الأمونيوم ، إذا أردت ، مقدمة لمساحيق الخبز الحديثة ويمكن استخدامها لخبز ملفات تعريف الارتباط والبسكويت المسطح.

ومع ذلك ، لا ينصح باستخدامه لخبز الكعك. بسبب سمك الكعك ، يتم الاحتفاظ بغازات الأمونيا في الداخل وتنتج طعمًا غير سار.

يستخدم كمُسعف ، أي أنه يخفف من السعال من خلال احتقان الشعب الهوائية. لديها عمل مبيد للفطريات ، يتم استخدامه لهذا السبب في الزراعة. وهو أيضًا منظم للحموضة الموجودة في الأطعمة ويستخدم في التخليق العضوي لليوريا في ظل ظروف الضغط العالي ، والهيدانتوين.

المخاطر

كربونات الأمونيوم شديدة السمية. وتنتج في البشر تهيج حاد في تجويف الفم عند وضع نفسها على اتصال.

بالإضافة إلى ذلك ، إذا تم تناوله فإنه يسبب تهيج في المعدة. لوحظ إجراء مماثل في العيون المعرضة لكربونات الأمونيوم.

استنشاق غازات تحلل الملح يمكن أن يهيج الأنف والحلق والرئتين ، مما يسبب السعال وضيق التنفس.

التعرض الحاد للكلاب الصيام لكربونات الأمونيوم بجرعة 40 ملغم / كغم ، يسبب القيء والإسهال. أعلى جرعات من كربونات الأمونيوم (200 ملغ / كغ من الوزن) وعادة ما تكون قاتلة. يشار إلى أن التلف القلبي هو سبب الوفاة.

إذا تم تسخينه إلى درجات حرارة عالية جدًا وفي الهواء المخصب بالأكسجين ، فإنه ينتج عنه غازات لا سامة.₂.

مراجع

1. بوب كيم. (2018). كربونات الأمونيوم. تم الاسترجاع في 25 مارس 2018 ، من PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. بوابة الكيمياء العضوية. ((2009-2018)). رد فعل بوشر بيرغ. تم الاسترجاع في 25 مارس 2018 من بوابة الكيمياء العضوية: www.organic-chemistry.org
3. كياما ، ريو Yanagimoto، Takao (1951) التفاعلات الكيميائية تحت ضغط عال جدًا: تخليق اليوريا من كربونات الأمونيوم الصلبة. مراجعة الكيمياء الفيزيائية لليابان ، 21: 32-40
4. Fortes، A. D.، Wood، I. G.، Alfè، D.، Hernandez، E. R.، Gutmann، M. J.، & Sparkes، H. A. (2014). هيكل ، الرابطة الهيدروجينية والتوسع الحراري لكربونات الأمونيوم مونوهيدرات. Acta Crystallographica القسم B ، العلوم الإنشائية ، هندسة ومواد الكريستال, 70(Pt6) ، 948-962.
5. ويكيبيديا. (2018). كربونات الأمونيوم. تم الاسترجاع في 25 مارس 2018 ، من ويكيبيديا: en.wikipedia.org
6. الشركة الكيميائية. (2018). الشركة الكيميائية. تم الاسترجاع في 25 مارس 2018 من The Chemical Company: thechemco.com