Den ammoniumkarbonat är ett oorganiskt salt kväve, ammoniak specifikt, den kemiska formeln (NH 4 ) 2 CO 3 . Den är gjord av syntetiska metoder, bland vilka sublimering av en blandning av ammoniumsulfat och kalciumkarbonat sticker ut: (NH 4 ) 2 SO 4 (s) + CaCOs 3 (s) => (NH 4 ) 2 CO 3 (s) + CaSO 4 (s).
I allmänhet upphettas ammonium- och kalciumkarbonatsalterna i ett kärl för att producera ammoniumkarbonatet. Den industriella metoden som producerar massor av detta salt består av att leda koldioxid genom en absorptionskolonn som innehåller en lösning av ammonium i vatten, följt av destillation.
Ångor som innehåller ammoniak, koldioxid och vatten kondenseras till formen ammoniumkarbonat kristaller: 2NH 3 (g) + H 2 O (l) + CO 2 (g) → (NH 4 ) 2 CO 3 (s ). I reaktionen, kolsyra, H 2 CO 3 , produceras efter upplösning av koldioxid i vatten, och det är denna syra som ger upp dess två protoner, H + , till två ammoniakmolekyler.
Fysiska och kemiska egenskaper
Det är ett vitt, kristallint, färglöst fast ämne med stark ammoniaklukt och smaker. Den smälter vid 58 ° C, sönderdelas till ammoniak, vatten och koldioxid: exakt den tidigare kemiska ekvationen men i motsatt riktning.
Detta händer emellertid sönderdelning i två steg: först en molekyl av NH 3 frigörs , producerar ammoniumbikarbonat (NH 4 HCO 3 ); och för det andra, om upphettningen fortsätter, är karbonatet oproportionerligt och frigör ännu mer gasformig ammoniak.
Det är ett fast ämne som är mycket lösligt i vatten och mindre lösligt i alkoholer. Det bildar vätebindningar med vatten, och när 5 gram löses i 100 gram vatten genererar det en baslösning med ett pH-värde på cirka 8,6.
Dess höga affinitet för vatten gör det till ett hygroskopiskt fast ämne (absorberar fukt), och därför är det svårt att hitta det i sin vattenfria form. I själva verket dess monohydratiserade formen, (NH 4 ) 2 CO 3 • H 2 O), är den vanligaste av alla och förklarar hur salt bär ammoniakgas, som orsakar lukt.
I luft den sönderdelas för att alstra ammoniumbikarbonat och ammoniumkarbonat (NH 4 NH 2 CO 2 ).
Kemisk struktur
Den övre bilden illustrerar den kemiska strukturen hos ammoniumkarbonat. I mitten är anjonen CO 3 2– , den platta triangeln med en svart mitt och röda sfärer; och på sina två sidor, NH 4 + ammoniumkatjoner med tetraedriska geometrier.
Geometrien för ammoniumjonen förklaras av sp 3- hybridiseringen av kväveatomen, där väteatomerna (de vita sfärerna) arrangeras runt den i form av en tetrahedron. Bland de tre joner, är interaktioner inrättas genom vätebindningar (H 3 N-H-O-CO 2 2- ).
Tack vare dess geometri kan en enda CO 3 2- anjon bilda upp till tre vätebindningar; medan NH 4 + katjoner inte kan ha möjlighet att bilda deras motsvarande fyra vätebindningar på grund av elektrostatiska repulsioner mellan deras positiva laddningar.
Resultatet av alla dessa interaktioner är kristallisationen av ett ortorombiskt system. Varför är det så hygroskopiskt och lösligt i vatten? Svaret finns i samma stycke ovan: vätebindningar.
Dessa interaktioner är ansvariga för den snabba absorptionen av vatten från det vattenfria saltet till formen (NH 4 ) 2 CO 3 • H 2 O). Detta resulterar i förändringar i det rumsliga arrangemanget av jonerna och följaktligen i kristallstrukturen.
Strukturella nyfikenheter
Så enkelt som (NH 4 ) 2 CO 3 ser ut , det är så känslig för otaliga transformationer att dess struktur är en gåta föremål för den sanna sammansättningen av den fasta substansen. Denna struktur varierar också beroende på de tryck som påverkar kristallerna.
Vissa författare har funnit att joner är anordnade som vätebundna koplanara kedjor (dvs en kedja med en sekvens NH 4 + -CO 3 2- - …), i vilka vattenmolekyler tjänar förmodligen som linkers till andra. kedjor.
Vidare, hur de kristallerna i rymden eller interstellära förhållanden överskrider den markbundna himlen? Vilka är deras sammansättningar när det gäller karbonatartens stabilitet? Det finns studier som bekräftar den stora stabiliteten hos dessa kristaller fångade i planetariska ismassor och kometer.
Detta tillåter dem att fungera som kol-, kväve- och vätereserver som, genom att få solstrålning, kan omvandlas till organiskt material som aminosyror.
Med andra ord kan dessa frysta ammoniakblock vara bärare av "hjulet som startar livets maskiner" i kosmos. Av dessa skäl växer hans intresse för astrobiologi och biokemi.
tillämpningar
Det används som ett hålmedel, eftersom det vid uppvärmning producerar koldioxid och ammoniumgaser. Ammoniumkarbonat är, om du vill, en föregångare till moderna bakpulver och kan användas för att baka kakor och plattbröd.
Det rekommenderas dock inte för bakning av kakor. På grund av kakans tjocklek fångas ammoniumgaserna in och ger en obehaglig smak.
Det används som slemlösande medel, det vill säga att det lindrar hosta genom att avlägsna bronkialrören. Den har svampdödande verkan och används av detta skäl i jordbruket. Det är också en reglering av surhetsgraden närvarande i livsmedel och används vid organisk syntes av urea under högt tryck, och av hydantoiner.
risker
Ammoniumkarbonat är mycket giftigt. Ger akut irritation av munhålan hos människor vid kontakt.
Dessutom, om det intas orsakar det magirritation. En liknande åtgärd observeras i ögon exponerade för ammoniumkarbonat.
Inandning av gaserna från sönderdelning av salt kan irritera näsan, halsen och lungorna och orsaka hosta och andningsbesvär.
Akut exponering av fasta hundar för ammoniumkarbonat i en dos av 40 mg / kg kroppsvikt orsakar kräkningar och diarré. Högre doser av ammoniumkarbonat (200 mg / kg kroppsvikt) är ofta dödliga. En hjärtskada anges som dödsorsaken.
Om den värms upp till mycket höga temperaturer och i syreberikad luft, släpper den giftiga NO 2- gaser .
referenser
- PubChem. (2018). Ammoniumkarbonat. Hämtad den 25 mars 2018 från PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Organisk kemi portal. ((2009-2018)). Bucherer-Bergs-reaktion. Hämtad den 25 mars 2018 från Organic Chemistry Portal: www.organic-chemistry.org
- Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Kemiska reaktioner under ultrahögt tryck: urea-syntes från fast ammoniumkarbonat. The Review of Physical Chemistry of Japan, 21: 32-40
- Fortes, AD, Wood, IG, Alfè, D., Hernández, ER, Gutmann, MJ, & Sparkes, HA (2014). Struktur, vätebindning och termisk expansion av ammoniumkarbonatmonohydrat. Acta Crystallographica Avsnitt B, Structural Science, Crystal Engineering and Materials, 70 (Pt6), 948–962.
- Wikipedia. (2018). Ammoniumkarbonat. Hämtad den 25 mars 2018 från Wikipedia: en.wikipedia.org
- Kemiföretaget. (2018). Kemiföretaget. Hämtad den 25 mars 2018 från The Chemical Company: thechemco.com