На амониев карбонат е неорганична сол азот, амонячен специално, химична формула (NH 4) 2 CO 3. Той е направен по синтетични методи, сред които се откроява сублимацията на смес от амониев сулфат и калциев карбонат: (NH 4) 2 SO 4 (s) + CaCO 3 (s) => (NH 4) 2 CO 3 (s) + CaSO 4 (s).
Обикновено амониевите и калциевите карбонатни соли се нагряват в съд, за да се получи амониевият карбонат. Индустриалният метод, който произвежда тонове от тази сол, се състои в преминаване на въглероден диоксид през абсорбционна колона, съдържаща разтвор на амоний във вода, последвано от дестилация.
Парите, съдържащи амоняк, въглероден диоксид и вода, се кондензират за образуване на кристали на амониев карбонат: 2NH 3 (g) + H 2 O (l) + CO 2 (g) → (NH 4) 2 CO 3 (s)). В реакцията, въглеродна киселина, H 2 CO 3, се получава след разтваряне на въглероден диоксид във вода и именно тази киселина се отказва от двата си протона, Н +, до две амонячни молекули.
Физични и химични свойства
Това е бяло, кристално, безцветно твърдо вещество със силни амонячни миризми и аромати. Топи се при 58 ° С, разпада се в амоняк, вода и въглероден диоксид: точно предишното химическо уравнение, но в обратна посока.
Това разпадане обаче става на два етапа: първо се освобождава молекула на NH3, като се получава амониев бикарбонат (NH 4 HCO 3); и второ, ако нагряването продължи, карбонатът непропорционално отделя още по-газообразен амоняк.
Това е твърдо вещество, много разтворимо във вода и по-малко разтворимо в алкохоли. Той образува водородни връзки с вода и когато 5 грама се разтворят в 100 грама вода, той 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 го намерите в безводната му форма. Всъщност неговата монохидратирана форма (NH 4) 2 CO 3 · H 2 O) е най-често срещаната от всички и обяснява как солта носи газ на амоняк, който причинява миризма.
Във въздух той се разлага, за да генерира амониев бикарбонат и амониев карбонат (NH 4 NH 2 CO 2).
Химическа структура
Горното изображение илюстрира химическата структура на амониевия карбонат. В средата е анионът CO 3 2–, плоският триъгълник с черен център и червени сфери; и от двете му страни, NH 4 + амониевите катиони с тетраедрични геометрии.
Геометрията на амониев йон се обяснява с SP 3 хибридизацията на азотния атом, подреждане на атомите водород (бели сфери) около него под формата на тетраедър. Сред трите йона взаимодействията се установяват чрез водородни връзки (H 3 N-H-O-CO 2 2).
Благодарение на своята геометрия, един CO 3 2- анион може да образува до три водородни връзки; докато NH 4 + катионите може да не са в състояние да образуват съответните им четири водородни връзки поради електростатични отблъсквания между техните положителни 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 връзки.
Тези взаимодействия са отговорни за бързото абсорбиране на вода от безводната сол до образуване (NH 4) 2 CO 3 · H 2 O). Това води до промени в пространственото разположение на йоните и съответно в кристалната структура.
Структурни куриози
Колкото и просто да изглежда (NH 4) 2 CO 3, то е толкова чувствително към безброй трансформации, че неговата структура е мистерия, подчинена на истинския състав на твърдото вещество. Тази структура също варира в зависимост от налягането, което влияе върху кристалите.
Някои автори са открили, че йони са подредени като водородни свързан копланарни вериги (т.е., на веригата с последователност NH 4 + -CO 3 2- -…), в които водните молекули вероятно служат като линкери към други. вериги.
Освен това, надхвърляйки земното небе, какви са тези кристали в космическите или междузвездни условия? Какви са техните състави по отношение на стабилността на карбонатните видове? Има изследвания, които потвърждават голямата стабилност на тези кристали, хванати в планетарни ледени маси и комети.
Това им позволява да действат като запаси от въглерод, азот и водород, които, получавайки слънчева радиация, могат да се трансформират в органичен материал като аминокиселини.
С други думи, тези замразени амонячни блокове биха могли да бъдат носители на „колелото, което стартира машината на живота“ в Космоса. Поради тези причини интересът му към областта на астробиологията и биохимията нараства.
Приложения
Използва се като размиващ агент, тъй като при нагряване произвежда въглероден диоксид и амониеви газове. Амониевият карбонат е, ако желаете, предшественик на съвременните бакпулвери и може да се използва за печене на бисквитки и плоски хлябове.
Не се препоръчва обаче за печене на торти. Поради дебелината на питите, амониевите газове се затварят вътре и създават неприятен вкус.
Използва се като отхрачващо средство, тоест облекчава кашлицата чрез обеззаразяване на бронхиалните тръби. Има фунгицидно действие, поради което се използва в селското стопанство. Той е също регулатор на киселинността, присъстващ в храната и се използва в органичния синтез на карбамид при условия на високо налягане и на хидантоини.
Рискове
Амониевият карбонат е силно токсичен. Произвежда остро дразнене на устната кухина при хора при контакт.
Освен това, ако се приеме, това причинява стомашно дразнене. Подобно действие се наблюдава при очи, изложени на амониев карбонат.
Вдишването на газовете от разграждането на солта може да раздразни носа, гърлото и белите дробове, причинявайки кашлица и респираторен дистрес.
Острото излагане на кучетата на гладно на амониев карбонат в доза 40 mg / kg телесно тегло причинява повръщане и диария. По-високите дози амониев карбонат (200 mg / kg телесно тегло) често са смъртоносни. Като причина за смъртта е посочено увреждане на сърцето.
Ако се нагрява до много високи температури и в въздух, обогатен с кислород, той отделя токсични газове NO 2.
Препратки
- PubChem. (2018). Амониев карбонат. Произведено на 25 март 2018 г. от PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Порталът за органична химия. ((2009-2018)). Реакция на Bucherer-Bergs. Произведено на 25 март 2018 г. от Портала за органична химия: www.organic-chemistry.org
- Кияма, Рио; Yanagimoto, Takao (1951) Химични реакции под ултра високо налягане: синтез на карбамид от твърд амониев карбонат. Прегледът на физическата химия на Япония, 21: 32-40
- Fortes, AD, Wood, IG, Alfè, D., Hernández, ER, Gutmann, MJ, & Sparkes, HA (2014). Структура, водородна връзка и термично разширение на амониевия карбонат монохидрат. Acta Crystallographica Раздел Б, Конструктивна наука, Кристално инженерство и материали, 70 (Pt6), 948–962.
- Wikipedia. (2018). Амониев карбонат. Произведено на 25 март 2018 г. от Wikipedia: en.wikipedia.org
- Химическата компания. (2018). Химическата компания. Произведено на 25 март 2018 г. от The Chemical Company: thechemco.com