HYDROXID AMONNÝ: STRUKTURA, VLASTNOSTI A POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Hydroxid amonný je sloučenina molekulovým vzorcem NH ₄ OH nebo H ₅ NO produkovaný rozpuštění plynného amoniaku (NH ₃) ve vodě. Z tohoto důvodu se nazývá čpavková voda nebo kapalný čpavek.

Je to bezbarvá kapalina s velmi intenzivním a ostrým zápachem, který nelze izolovat. Tyto vlastnosti jsou v přímé souvislosti s koncentrací NH _3, rozpuštěného ve vodě; koncentrace, která ve skutečnosti jako plyn může zahrnovat obrovské množství rozpuštěné v malém objemu vody.

Zdroj: Gabriel Bolívar

Značně malá část těchto vodných roztoků se skládá z kationtů NH ₄ ⁺ a OH ^- aniontů. Na druhé straně, ve velmi zředěných roztocích nebo mražených pevných látek při velmi nízkých teplotách, amoniak lze nalézt ve formě hydrátů, jako jsou: NH ₃ ∙ H ₂ O, 2NH ₃ ∙ H ₂ O a NH ₃ ∙ 2H ₂ O.

Je zvláštní, že Jupiterovy mraky jsou tvořeny zředěnými roztoky hydroxidu amonného. Vesmírná sonda Galileo však nenašla vodu v oblacích planety, což by se dalo očekávat díky znalostem o tvorbě hydroxidu amonného; to znamená, že jsou naprosto bezvodé NH ₄ OH krystaly.

Amoniový iont (NH ₄ ⁺) je produkován v renálním tubulárním lumen spojením amoniaku a vodíku, vylučovaného renálními tubulárními buňkami. Také amonium je produkováno v renálních tubulárních buňkách v procesu transformace glutaminu na glutamát a následně v přeměně glutamátu na a-ketoglutarát.

Amoniak je průmyslově vyráběn metodou Haber-Bosch, při které reagují plyny dusíku a vodíku; použití železitého iontu, oxidu hlinitého a oxidu draselného jako katalyzátorů. Reakce se provádí při vysokých tlacích (150 až 300 atmosfér) a vysokých teplotách (400 až 500 ° C), s výtěžkem 10 až 20%.

Při reakci vzniká amoniak, který při oxidaci produkuje dusitany a dusičnany. To je nezbytné pro získání kyseliny dusičné a hnojiv, jako je dusičnan amonný.

Chemická struktura

Jak je definováno, hydroxid amonný sestává z vodného roztoku plynného amoniaku. Z tohoto důvodu, v kapalině, není definována kromě toho, že náhodné uspořádání NH struktury ₄ ⁺ a OH ^- ionty solvatované molekulami vody.

Amonné a hydroxylové ionty jsou produkty hydrolytické rovnováhy v amoniaku, takže je běžné, že tyto roztoky mají štiplavý zápach:

NH ₃ (g) + H ₂ O (l) <=> NH ₄ ⁺ (aq) + OH ^- (aq)

Podle chemické rovnice by vysoký pokles koncentrace vody posunul rovnováhu do tvorby většího množství amoniaku; to znamená, že při zahřívání hydroxidu amonného se uvolňují páry amoniaku.

Z tohoto důvodu, NH ₄ ⁺ a OH ^- ionty nepodaří vytvářejí krystalovou za pozemských podmínkách, což znamená, že pevná základna NH ₄ OH neexistuje.

Uvedená pevná látka by měla být složena pouze z elektrostaticky interagujících iontů (jak je vidět na obrázku).

Amoniakový led

Avšak při teplotách pod 0 ° C a obklopených obrovskými tlaky, jako jsou tlaky převládající v jádrech ledových měsíců, amoniak a voda mrznou. Přitom se krystalizují do pevné směsi s různými stechiometrických poměrů, nejjednodušším bytí NH ₃ ∙ H ₂ O: monohydrát amoniaku.

NH ₃ ∙ H ₂ O a NH ₃ ∙ 2H ₂ O jsou amoniak led, protože pevný sestává z krystalického uspořádání vody a čpavku molekul vázaných vodíkovými vazbami.

Vzhledem k tomu, změny v T a P, podle výpočetních studií, které simulují všechny fyzikálních veličin a jejich účinky v následujících zmrzliny, přechod nastane z NH ₃ ∙ nH ₂ O fáze do NH ₄ OH fázi.

Proto pouze za těchto extrémních podmínkách, NH ₄ OH mohou existovat jako produkt protonace v ledu mezi NH ₃ a H ₂ O:

NH ₃ (s) + H ₂ O (y) <=> NH ₄ OH (y)

Všimněte si, že tentokrát jsou na rozdíl od hydrolýzy amoniakem přítomné druhy v pevné fázi. Amoniakový led, který se stává slaným bez uvolňování amoniaku.

Fyzikální a chemické vlastnosti

Molekulární vzorec

NH ₄ OH nebo H ₅ NO

Molekulární váha

35,046 g / mol

Vzhled

Je to bezbarvá kapalina.

Koncentrace

Až asi 30% (pro NH ₄ ⁺ a OH ^- ionty).

Zápach

Velmi silný a ostrý.

Chuť

Akr.

Prahová hodnota

34 ppm pro nespecifickou detekci.

Bod varu

38 ° C (25%).

Rozpustnost

Existuje pouze ve vodném roztoku.

Rozpustnost ve vodě

Mísitelné v neomezeném poměru.

Hustota

0,90 g / cm ³ při 25 ° C

Hustota par

Relativní ke vzduchu považovanému za jednotu: 0.6. To znamená, že je méně hustý než vzduch. Nicméně, logicky stanovené hodnoty se odkazuje na amoniak ve formě plynu, a to na jeho vodné roztoky, nebo NH ₄ OH.

Tlak páry

2 160 mmHg při 25 ° C

Žíravé působení

Je schopen rozpouštět zinek a měď.

pH

11,6 (1N roztok); 11,1 (0,1 N roztok) a 10,6 (0,01 N roztok).

Disociační konstanta

pKb = 4,767; Kb = 1,71 x ^10-5 při 20 ° C

pKb = 4,751; Kb = 1 774 x ^10-5 při 25 ° C

Zvýšení teploty téměř nepostřehnutelně zvyšuje zásaditost hydroxidu amonného.

Nomenklatura

Jaké jsou všechny běžné a oficiální názvy NH ₄ OH? Podle toho, co je stanoveno IUPAC, je jeho název hydroxid amonný, protože obsahuje hydroxylový anion.

Amoniak je díky svému náboji +1 monovalentní, takže podle nomenklatury Stock se nazývá: hydroxid amonný (I).

Ačkoli použití termínu hydroxid amonný je technicky nesprávné, protože sloučenina není izolovatelná (přinejmenším ne na Zemi, jak je vysvětleno podrobně v první sekci).

Hydroxid amonný se také nazývá amoniaková voda a kapalný amoniak.

Rozpustnost

NH ₄ OH neexistuje jako sůl v pozemských podmínkách, nelze odhadnout, jak rozpustné, že je v různých rozpouštědlech.

Nicméně se očekává, že bude velmi rozpustná ve vodě, protože jeho rozpuštění se uvolňují enormní množství NH ₃. Teoreticky by to byl úžasný způsob skladování a přepravy čpavku.

V jiných rozpouštědlech schopných přijímat vodíkové vazby, jako jsou alkoholy a aminy, lze očekávat, že v nich bude také velmi rozpustná. Zde NH ₄ ⁺ kation, je pro vytvoření vodíkové vazby dárce, a OH ^- slouží jako obojí.

Příklady těchto interakcí s methanolem by bylo: H ₃ N ⁺ -H - OHCH ₃ a HO ^- - HOCH ₃ (OHCH ₃ ukazuje, že se kyslík dostává vodíkovou vazbu, není to methylová skupina je vázána na atom vodíku).

Rizika

-Kontakt s očima způsobuje podráždění, které může vést k poškození očí.

-Je to žíravé. Proto může při kontaktu s kůží způsobit podráždění a při vysokých koncentracích činidla způsobuje poleptání kůže. Opakovaný kontakt hydroxidu amonného s kůží může způsobit jeho suchost, svědění a zarudnutí (dermatitida).

-Vdechování spreje hydroxidu amonného může způsobit akutní podráždění dýchacích cest, které se vyznačuje zadušením, kašlem nebo dušností. Delší nebo opakovaná expozice látce může vést k opakujícím se infekcím průdušek. Také inhalace hydroxidu amonného může způsobit podráždění plic.

- Vystavení vysokým koncentrací hydroxidu amonného by mohlo představovat lékařskou pohotovost, protože může dojít k hromadění tekutin v plicích (plicní edém).

- Koncentrace 25 ppm byla vzata jako expoziční limit při 8hodinové pracovní směně v prostředí, kde je pracovník vystaven škodlivému působení hydroxidu amonného.

Reaktivita

- Kromě možného poškození zdraví při vystavení hydroxidu amonnému existují i ​​další preventivní opatření, která je třeba při práci s látkou vzít v úvahu.

- Hydroxid amonný může reagovat s mnoha kovy, jako jsou: stříbro, měď, olovo a zinek. Reaguje také se solemi těchto kovů za vzniku výbušných sloučenin a uvolňování plynného vodíku; což je zase hořlavé a výbušné.

- Může prudce reagovat se silnými kyselinami, například: kyselinou chlorovodíkovou, kyselinou sírovou a kyselinou dusičnou. Stejným způsobem také reaguje s dimethylsulfátem a halogeny.

- reaguje se silnými zásadami, jako je hydroxid sodný a hydroxid draselný, za vzniku plynného amoniaku. Toto může být ověřeno pozorováním rovnováhy v roztoku, ve kterém je přidávání OH ^- ionty se posouvá rovnováha ke vzniku NH ₃.

- Při manipulaci s hydroxidem amonným by se neměly používat kovy mědi a hliníku ani jiné galvanizované kovy, protože na ně působí korozívně.

Aplikace

V jídle

- Používá se jako přísada v mnoha potravinách, ve kterých působí jako kvašení, kontrola pH a konečná úprava povrchu potravin.

- Seznam potravin, ve kterých se používá hydroxid amonný, je rozsáhlý a zahrnuje pečivo, sýry, čokolády, bonbóny a pudinky.

- Hydroxid amonný je FDA klasifikován jako neškodná látka pro zpracování potravin, pokud jsou dodržovány stanovené normy.

- V masných výrobcích se používá jako antimikrobiální látka, protože je schopna odstranit bakterie, jako je E. coli, a snížit ji na nedetekovatelnou úroveň. Bakterie se nacházejí ve střevech skotu a přizpůsobují se kyselému prostředí. Regulováním pH brání hydroxid amonný růst bakterií.

Terapeutika

- Hydroxid amonný má několik terapeutických použití, včetně:

- 10% roztok se používá jako stimulátor respiračního reflexu

-Vnějšku se používá na kůži k léčbě kousnutí hmyzem a kousnutím. -Působí v trávicím systému jako antacidum a keratin, to znamená, že pomáhá odstraňovat plyny.

Kromě toho se používá jako topický prostředek k léčbě akutní a chronické bolesti pohybového aparátu. V důsledku tření hydroxidu amonného dochází k lokálnímu zvýšení průtoku krve, zarudnutí a podráždění.

Průmyslové a různé

-Působí při snižování NOx (vysoce reaktivní plyny, jako je oxid dusnatý (NO) a oxid dusičitý (NO ₂)) na emise baterií a snižování NOx v emisích komínů.

- Používá se jako změkčovadlo; aditivum pro barvy a pro ošetření povrchů.

- Zvyšuje pórovitost vlasů, což umožňuje pigmentovým barvivám dosáhnout větší penetrace, čímž se dosáhne lepší povrchové úpravy.

- Hydroxid amonný se používá jako antimikrobiální činidlo při čištění odpadních vod. Kromě toho se podílí na syntéze chloraminu. Tato látka plní při čištění bazénové vody funkci podobnou chloru a má tu výhodu, že je méně toxická.

- Používá se jako inhibitor koroze v procesu rafinace oleje.

- Používá se jako čisticí prostředek v různých průmyslových a komerčních výrobcích, používá se na různých površích včetně nerezové oceli, porcelánu, skla a trouby.

- Kromě toho se používá při výrobě detergentů, mýdel, léčiv a inkoustů.

V zemědělství

I když není podáván přímo jako hnojivo, hydroxid amonný to dělá. Amoniak se vyrábí z atmosférického dusíku metodou Haber-Bosch a je přepravován chlazený pod bodem varu (-33 ° C) na místa použití.

Tlaková amoniak se vstřikuje ve formě páry, do půdy, kde se okamžitě reaguje s vodou a půdních přechází do formě amoniaku (NH ₄ ⁺), které se udržuje v katexovými místy půdy. Kromě toho se vyrábí hydroxid amonný. Tyto sloučeniny jsou zdrojem dusíku.

Spolu s fosforem a draslíkem představuje dusík hlavní rostlinné živiny nezbytné pro jejich růst.

Reference

1. Ganong, WF (2002). Lékařská fyziologie. 19. vydání. Redakční příručka Moderno.
2. AD Fortes, JP Brodholt, IG Wood a L. Vocadlo. (2001). Ab initio simulace monohydrátu amoniaku (NH ₃ ∙ H ₂ O) a hydroxidu amonného (NH ₄ OH). Americký fyzikální ústav. J. Chem. Phys., Svazek 115, č. 15, 15.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (6. února 2017). Fakta o hydroxidu amonném. Obnoveno z: thinkco.com
4. Pochteca Group. (2015). Hydroxid amonný. pochteca.com.mx
5. NJ Health. (sf). Informační přehled o nebezpečných látkách: Hydroxid amonný.. Obnoveno z: nj.gov
6. Student chemie. (2018). Hydroxid amonný. Obnoveno z: chemistrylearner.com
7. PubChem. (2018). Hydroxid amonný. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov