هيكل هيدروكسيد الأمونيوم ، الخصائص ، التسميات ، الاستخدامات

ال هيدروكسيد الأمونيوم هو مركب من الصيغة الجزيئية NH₄OH أو H₅لا تنتج عن حل غاز الأمونيا (NH₃) في الماء. لهذا السبب ، فإنه يتلقى أسماء ماء الأمونيا أو الأمونيا السائلة.

إنه سائل عديم اللون ذو رائحة كثيفة وحادة للغاية ، وهو غير عازل. هذه الخصائص لها علاقة مباشرة مع تركيز NH₃ مذاب في الماء التركيز الذي في الواقع ، كونه غازًا ، يمكنه تغطية كميات كبيرة منه مذاب في كمية صغيرة من الماء.

جزء صغير للغاية من هذه المحاليل المائية يتكون من الكاتيونات NH₄⁺ و OH الأنيونات^-. من ناحية أخرى ، في المحاليل المخففة للغاية أو في المواد الصلبة المجمدة في درجات حرارة منخفضة للغاية يمكن العثور على الأمونيا في شكل هيدرات ، مثل: NH₃∙ ح₂أوه ، 2NH₃∙ ح₂يا و NH₃H 2H₂O.

كحقيقة غريبة ، تتشكل غيوم كوكب المشتري عن طريق حلول مخففة لهيدروكسيد الأمونيوم. ومع ذلك ، فشل مسبار الفضاء غاليليو في العثور على الماء في غيوم الكوكب ، وهو أمر متوقع من معرفة أن تكوين هيدروكسيد الأمونيوم معروف ؛ وهذا هو ، هم بلورات NH₄يا اللامائية تماما.

أيون الأمونيوم (NH₄⁺) يتم إنتاجه في التجويف الأنبوبي الكلوي بواسطة اتحاد الأمونيا والهيدروجين ، الذي تفرزه الخلايا الأنبوبية الكلوية. وبالمثل ، يتم إنتاج الأمونيوم في الخلايا الأنبوبية الكلوية في عملية تحويل الجلوتامين إلى غلوتامات ، وبدوره ، في تحويل الغلوتامات إلى α-كيتوجلوتارات.

يتم إنتاج الأمونيا صناعياً بواسطة طريقة هابر بوش ، التي تتفاعل فيها غازات النيتروجين والهيدروجين ؛ باستخدام أيون الحديديك وأكسيد الألومنيوم وأكسيد البوتاسيوم كعامل مساعد. يتم تنفيذ التفاعل عند ضغوط عالية (150 - 300 جو) ودرجات حرارة عالية (400-500 درجة مئوية) ، مع عائد 10-20 ٪.

في التفاعل ، يتم إنتاج الأمونيا ، والتي عندما تتأكسد ، تنتج النتريت والنترات. هذه ضرورية في الحصول على حامض النيتريك والأسمدة مثل نترات الأمونيوم.

مؤشر

• 1 التركيب الكيميائي
  • 1.1 جليد الأمونيا
• 2 الخصائص الفيزيائية والكيميائية
  • 2.1 الصيغة الجزيئية
  • 2.2 الوزن الجزيئي
  • 2.3 المظهر
  • 2.4 التركيز
  • 2.5 الرائحة
  • 2.6 طعم
  • 2.7 قيمة العتبة
  • 2.8 نقطة الغليان
  • 2.9 الذوبان
  • 2.10 الذوبان في الماء
  • 2.11 الكثافة
  • 2.12 كثافة البخار
  • 2.13 ضغط البخار
  • 2.14 تآكل العمل
  • 2.15 درجة الحموضة
  • 2.16 التفكك ثابت
• 3 تسميات
• 4 الذوبان
• 5 مخاطر
  • 5.1 التفاعل
• 6 الاستخدامات
  • 6.1 في الغذاء
  • 6.2 العلاجات
  • 6.3 الصناعية والمتنوعة
  • 6.4 في الزراعة
• 7 المراجع

التركيب الكيميائي

كما هو موضح في تعريفه ، يتكون هيدروكسيد الأمونيوم من محلول مائي لغاز الأمونيا. لذلك ، داخل السائل ، لا يوجد بنية محددة بخلاف تلك الخاصة بترتيب عشوائي لأيونات NH₄⁺ و OH^- تذوب بواسطة جزيئات الماء.

أيونات الأمونيوم والهيدروكسيل هي نتاج توازن التحلل المائي للأمونيا ، لذلك من الشائع أن يكون لهذه المحاليل رائحة نفاذة:

NH₃(ز) + ح₂يا (ل) <=> NH₄⁺(ac) + OH^-(آق)

وفقًا للمعادلة الكيميائية ، فإن الانخفاض الكبير في تركيز الماء من شأنه أن يحول التوازن إلى تكوين المزيد من الأمونيا ؛ أي أنه عندما يتم تسخين هيدروكسيد الأمونيوم ، سيتم إطلاق أبخرة الأمونيا.

لهذا السبب ، أيونات NH₄⁺ و OH^- أنها لا تنجح في تشكيل بلورة في الظروف الأرضية ، ما يجلب مثل النتيجة أن NH قاعدة صلبة₄OH غير موجود.

يجب أن تتكون هذه المادة الصلبة فقط من أيونات تتفاعل كهربيًا (كما هو موضح في الصورة).

جليد الأمونيا

ومع ذلك ، تحت درجات الحرارة أقل بكثير من درجة مئوية ، وتحيط به ضغوط هائلة ، مثل تلك السائدة في نوى الأقمار الجليدية والأمونيا وتجميد الماء. عند القيام بذلك ، تتبلور في خليط صلب مع أبعاد متكافئة متجانسة ، كونها أبسط NH₃∙ ح₂O: الأمونيا مونوهيدرات.

NH₃∙ ح₂يا و NH₃H 2H₂أو أنها جليد أموني ، لأن المادة الصلبة تتكون من ترتيب بلوري لجزيئات الماء والأمونيا المرتبطة بروابط الهيدروجين.

نظرًا لتغيير T و P ، وفقًا للدراسات الحسابية التي تحاكي جميع المتغيرات الفيزيائية وتأثيراتها على هذه الجليد ، يحدث انتقال لمرحلة NH₃∙ ن₂أو إلى مرحلة NH₄OH.

لذلك ، فقط في هذه الظروف القاسية ، NH₄قد توجد أوهايو كمنتج من نتوء داخل الجليد بين NH₃ و H₂O:

NH₃(ق) + ح₂يا (ق) <=> NH₄أوهايو

لاحظ أنه في هذه المرة ، على عكس التحلل المائي للأمونيا ، تكون الأنواع المعنية في مرحلة صلبة. الجليد الأمونيا الذي يصبح مالحا دون إطلاق الأمونيا.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

الصيغة الجزيئية

NH₄OH أو H₅NO

الوزن الجزيئي

35،046 جم / مول

مظهر

إنه سائل عديم اللون.

تركيز

ما يصل إلى حوالي 30 ٪ (لأيونات NH₄⁺ و OH^-).

رائحة

قوية جدا وحادة.

نكهة

فدان.

قيمة العتبة

34 جزء في المليون للكشف غير المحدد.

نقطة الغليان

38 درجة مئوية (25 ٪).

الذوبانية

إنه موجود فقط في محلول مائي.

الذوبان في الماء

مختلط بنسب غير محدودة.

كثافة

0.90 جم / سم³ في 25 درجة مئوية.

كثافة البخار

بالنسبة إلى الهواء الذي تم التقاطه كوحدة: 0.6. وهذا هو ، هو أقل كثافة من الهواء. ومع ذلك ، تشير القيمة المبلغ عنها منطقياً إلى الأمونيا كغاز ، وليس إلى المحاليل المائية أو NH₄OH.

ضغط البخار

2.160 مم زئبق عند 25 درجة مئوية.

عمل تآكل

إنه قادر على إذابة الزنك والنحاس.

الرقم الهيدروجيني

11.6 (الحل 1 ن) ؛ 11.1 (الحل 0.1 N) و 10.6 (0.01 ن محلول).

تفكك ثابت

pKb = 4،767 ؛ كيلوبايت = 1.71 × 10^-5 في 20 درجة مئوية

pKb = 4.751 ؛ كيلوبايت = 1،774 × 10^-5 في 25 درجة مئوية.

الزيادة في درجة الحرارة تزيد بشكل أساسي تقريبا من هيدروكسيد الأمونيوم.

تسمية

ما هي جميع الأسماء الشائعة والرسمية التي تتلقاها NH؟₄OH؟ وفقًا لما تم إنشاؤه بواسطة IUPAC ، اسمها هيدروكسيد الأمونيوم لأنه يحتوي على أنيون الهيدروكسيل.

الأمونيوم بحملته +1 أحادي التكافؤ ، والسبب وراء استخدام مخزون التسمية هو: هيدروكسيد الأمونيوم (I).

على الرغم من أن استخدام مصطلح هيدروكسيد الأمونيوم غير صحيح تقنيًا ، لأن المركب غير قابل للعزل (على الأقل ليس على الأرض ، كما هو موضح بالتفصيل في القسم الأول).

بالإضافة إلى ذلك ، يتلقى هيدروكسيد الأمونيوم أسماء ماء الأمونيا والأمونيا السائلة.

الذوبانية

NH₄OH ، نظرًا لعدم وجود ملح في الظروف الأرضية ، لا يمكن تقدير مدى قابليته للذوبان في مذيبات مختلفة.

ومع ذلك ، يتوقع المرء أن يكون قابلاً للذوبان في الماء للغاية ، لأن ذوبانه سيطلق كميات هائلة من NH₃. من الناحية النظرية ، ستكون طريقة مذهلة لتخزين ونقل الأمونيا.

في المذيبات الأخرى القادرة على قبول روابط الهيدروجين ، مثل الكحول والأمينات ، يمكن توقع أن تكون قابلة للذوبان فيها. هنا الكاتيون NH₄⁺ هي إحدى الجهات المانحة لجسور الهيدروجين ، و OH^- انها تعمل مثل كليهما.

أمثلة هذه التفاعلات مع الميثانول هي: H₃N⁺-ح - OHCH₃ و HO^- - HOCH₃ (OHCH₃ يشير إلى أن الأكسجين يستقبل رابطة الهيدروجين ، وليس أن مجموعة الميثيل مرتبطة بـ H).

المخاطر

-في اتصال مع العينين يسبب تهيج يمكن أن يؤدي إلى تلف العين.

-انها تآكل. لذلك ، عند ملامسة الجلد يمكن أن يسبب تهيج وبتركيزات عالية من كاشف ، يسبب حروق الجلد. التلامس المتكرر لهيدروكسيد الأمونيوم مع الجلد يمكن أن يسبب جفافه وحكته واحمراره (التهاب الجلد).

-استنشاق رذاذ هيدروكسيد الأمونيوم يمكن أن يسبب تهيجًا حادًا في الجهاز التنفسي ، الذي يتميز بالاختناق أو السعال أو ضيق التنفس. قد يؤدي التعرض المطول أو المتكرر للمادة إلى حدوث التهابات الشعب الهوائية المتكررة. أيضا ، يمكن أن يسبب استنشاق هيدروكسيد الأمونيوم تهيج الرئتين.

-قد يكون التعرض لتركيزات عالية من هيدروكسيد الأمونيوم حالة طبية طارئة ، حيث قد يحدث تراكم السوائل في الرئتين (الوذمة الرئوية).

-تم أخذ تركيز 25 جزء في المليون كحد التعرض ، في نوبة عمل لمدة 8 ساعات ، في بيئة يتعرض فيها العامل للإجراء الضار لهيدروكسيد الأمونيوم.

التفاعلية

-بالإضافة إلى ذلك ، من الأضرار الصحية المحتملة الناجمة عن التعرض لهيدروكسيد الأمونيوم ، هناك احتياطات أخرى يجب مراعاتها عند العمل مع المادة.

-يمكن أن يتفاعل هيدروكسيد الأمونيوم مع العديد من المعادن ، مثل: الفضة والنحاس والرصاص والزنك. يتفاعل أيضًا مع أملاح هذه المعادن لتكوين مركبات متفجرة وإطلاق غاز الهيدروجين ؛ وهو ، بدوره ، قابل للاشتعال والانفجار.

-يمكن أن تتفاعل بعنف مع الأحماض القوية ، على سبيل المثال: حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك وحمض النتريك. وبالمثل ، فإنه يتفاعل بنفس الطريقة مع كبريتات الميثيل والهالوجينات.

-يتفاعل مع قواعد قوية ، مثل هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد البوتاسيوم ، وتنتج الأمونيا الغازية. يمكن التحقق من ذلك إذا لوحظ التوازن في المحلول ، حيث يتم إضافة أيونات OH^- يحول التوازن إلى تشكيل NH₃.

-لا ينبغي أن تستخدم معادن النحاس والألومنيوم ، وكذلك المعادن المجلفنة ، عند التعامل مع هيدروكسيد الأمونيوم ، وذلك بسبب تأثيرها على التآكل..

تطبيقات

في الغذاء

-يتم استخدامه كمادة مضافة في العديد من الأطعمة التي يعمل فيها كعامل تخمير ، ومراقبة درجة الحموضة وعامل الانتهاء من سطح الطعام..

-قائمة الأطعمة التي يستخدم فيها هيدروكسيد الأمونيوم واسعة وتشمل المنتجات المخبوزة والجبن والشيكولاتة والحلويات والحلويات.

-يتم تصنيف هيدروكسيد الأمونيوم كمادة آمنة بواسطة إدارة الأغذية والعقاقير (FDA) لتجهيز الأغذية ، شريطة اتباع المعايير المحددة.

-في منتجات اللحوم ، يتم استخدامه كعامل مضاد للميكروبات ، ويكون قادرًا على القضاء على البكتيريا مثل الإشريكية القولونية ، مما يقللها إلى مستويات لا يمكن اكتشافها. تم العثور على البكتيريا في أمعاء الماشية ، والتكيف مع البيئة الحمضية. هيدروكسيد الأمونيوم ، عن طريق تنظيم درجة الحموضة ، يعيق نمو البكتيريا.

علاجي

-يحتوي هيدروكسيد الأمونيوم على العديد من الاستخدامات العلاجية ، بما في ذلك:

-يستخدم محلول 10٪ كمنشط رد فعل تنفسي

-يتم استخدامه خارجيًا على الجلد لعلاج لدغات الحشرات وعضها - يعمل على الجهاز الهضمي كمضاد للحموضة والرحام ، وهذا يعني أنه يساعد في التخلص من الغازات.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه كدليل موضعي للألم العضلي الهيكلي الحاد والمزمن. نتيجة للعمل المتقن لهيدروكسيد الأمونيوم ، هناك زيادة محلية في تدفق الدم ، احمرار وتهيج.

الصناعية والمتنوعة

-يعمل في الحد من أكاسيد النيتروجين (غازات شديدة التفاعل مثل أكسيد النيتريك (NO) وثاني أكسيد النيتروجين (NO₂)) لانبعاثات المداخن وخفض أكاسيد النيتروجين في انبعاثات المداخن.

-يتم استخدامه كعامل تلدن. مضافات الدهانات وعلاج الأسطح.

-يزيد من مسامية الشعر مما يسمح لأصباغ البقع بزيادة تغلغلها ، مما يحقق نهايتها بشكل أفضل..

-يستخدم هيدروكسيد الأمونيوم كعامل مضاد للميكروبات في معالجة المياه العادمة. بالإضافة إلى ذلك ، يتدخل في تخليق الكلورامامين. هذه المادة تفي بوظيفة مماثلة للكلور في تنقية مياه حمام السباحة ، مع ميزة كونها أقل سمية.

-يتم استخدامه كمثبط للتآكل في عملية تكرير النفط.

-يستخدم كعامل تنظيف في العديد من المنتجات الصناعية والتجارية ، ويستخدم على العديد من الأسطح ، بما في ذلك: الفولاذ المقاوم للصدأ والخزف والزجاج وفرن.

-بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه في إنتاج المنظفات والصابون والأدوية والأحبار.

في الزراعة

على الرغم من عدم إدارته مباشرة كسماد ، فإن هيدروكسيد الأمونيوم يفي بهذه الوظيفة. يتم إنتاج الأمونيا من النيتروجين في الجو بواسطة طريقة هابر بوش ويتم نقلها في مكان مبرد أسفل درجة الغليان (-33 درجة مئوية) إلى مواقع استخدامها.

يتم حقن الأمونيا المضغوطة ، في صورة بخار ، في التربة حيث تتفاعل على الفور مع الماء الصافي وتنتقل إلى شكل الأمونيوم (NH₄⁺) ، والتي يتم الاحتفاظ بها في مواقع تبادل التربة الموجبة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إنتاج هيدروكسيد الأمونيوم. هذه المركبات هي مصدر النيتروجين.

إلى جانب الفسفور والبوتاسيوم ، يشكل النيتروجين مجموعة من العناصر الغذائية الرئيسية للنباتات الضرورية لنموه..

مراجع

1. Ganong، W. F. (2002). علم وظائف الأعضاء الطبية. الطبعة ال 19. دليل التحرير الحديث.
2. A. D. Fortes، J. P. Brodholt، I. G. Wood، and L. Vocadlo. (2001). Ab initio simulation of ammonia monohydrate (NH₃∙ ح₂O) وهيدروكسيد الأمونيوم (NH₄OH). المعهد الأمريكي للفيزياء. J. Chem. Phys. ، المجلد 115 ، العدد 15 ، 15.
3. Helmenstine ، آن ماري ، دكتوراه (6 فبراير 2017). حقائق هيدروكسيد الأمونيوم. تم الاسترجاع من: thinkco.com
4. مجموعة Pochteca. (2015). هيدروكسيد الأمونيوم. pochteca.com.mx
5. نيوجيرسي الصحة (بدون تاريخ). ورقة حقائق عن المواد الخطرة: هيدروكسيد الأمونيوم. [PDF]. تم الاسترجاع من: nj.gov
6. متعلم كيميائي. (2018). هيدروكسيد الأمونيوم. تم الاسترجاع من: chemistrylearner.com
7. بوب كيم. (2018). هيدروكسيد الأمونيوم. تم الاسترجاع من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov