AMMONIUMHYDROXID: STRUKTUR, EGENSKAPER OCH ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2025

Den ammoniumhydroxid är en förening med molekylformeln NH ₄ OH eller H ₅ NO som produceras av upplösningen av gas ammoniak (NH ₃ ) i vatten. Av detta skäl kallas det ammoniakvatten eller flytande ammoniak.

Det är en färglös vätska med en mycket intensiv och skarp lukt, som inte är isolerbar. Dessa egenskaper är direkt relaterade till koncentrationen av NH ₃ upplöst i vattnet; koncentration som i själva verket, som en gas, kan omfatta enorma mängder av den löst i en liten volym vatten.

Källa: Gabriel Bolívar

En betydligt mindre del av dessa vattenhaltiga lösningar är sammansatt av NH ₄ ⁺ katjoner och OH ^- anjoner . Å andra sidan, i mycket utspädda lösningar eller i frysta fasta ämnen vid mycket låga temperaturer, ammoniak kan hittas i form av hydrater, såsom: NH ₃ ∙ H ₂ O, 2NH ₃ ∙ H ₂ O och NH ₃ ∙ 2H ₂ O.

Som ett märkligt faktum består Jupiters moln av utspädda lösningar av ammoniumhydroxid. Galileos rumsond lyckades dock inte hitta vatten i planetens moln, vilket kan förväntas på grund av den kunskap vi har om bildandet av ammoniumhydroxid; det vill säga, de är helt vattenfria NH ₄ OH kristaller .

Ammoniumjonen (NH ₄ ⁺ ) produceras i de renala tubulära lumen genom unionen av ammoniak och väte, som utsöndras av renala tubulära celler. Även ammoniak produceras i renala tubulära celler i processen för omvandling av glutamin till glutamat, och i sin tur vid omvandlingen av glutamat till a-ketoglutarat.

Ammoniak produceras industriellt enligt Haber-Bosch-metoden, där kväve- och vätgaser reageras; med användning av järnjon, aluminiumoxid och kaliumoxid som katalysatorer. Reaktionen utförs vid höga tryck (150 - 300 atmosfärer) och höga temperaturer (400 -500 ºC), med ett utbyte av 10-20%.

Ammoniak produceras i reaktionen, som vid oxidering producerar nitriter och nitrater. Dessa är viktiga för att få salpetersyra och gödselmedel som ammoniumnitrat.

Kemisk struktur

Som dess definition indikerar består ammoniumhydroxid av en vattenlösning av ammoniakgas. Därför, i vätskan, finns det ingen definierad, annan än en slumpvis arrangemang av NH strukturen ₄ ⁺ och OH ^- joner solvatiseras av vattenmolekyler.

Ammonium- och hydroxyljoner är produkter från en hydrolysjämvikt i ammoniak, så det är vanligt att dessa lösningar har en skarp lukt:

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

Enligt den kemiska ekvationen skulle en hög minskning i vattenkoncentrationen förskjuta jämvikten till bildning av mer ammoniak; det vill säga, när ammoniumhydroxiden upphettas, kommer ammoniakångor att frigöras.

Av denna anledning, NH ₄ ⁺ och OH ^- joner misslyckas med att bilda en kristall enligt markbundna betingelser, vilket innebär att den fasta basen NH ₄ inte existerar OH.

Nämnda fasta ämne bör endast vara sammansatt av elektrostatiskt växelverkande joner (som visas på bilden).

Ammoniakis

Men under temperaturer långt under 0 ° C och omgiven av enorma tryck, till exempel de som råder i frusna månar, ammoniak och vatten fryser. I att göra så, de kristalliseras till en fast blandning med varierade stökiometriska förhållanden, den enklaste är NH ₃ ∙ H ₂ O: ammoniak monohydrat.

NH ₃ ∙ H ₂ O och NH ₃ ∙ 2H ₂ O är ammoniak is, eftersom det fasta materialet består av en kristallin anordning av vatten och ammoniakmolekyler sammanlänkade genom vätebindningar.

Ges en förändring i T och P, i enlighet med beräknings studier som simulerar alla de fysiska variabler och deras effekter på dessa isar, sker en övergång från en NH ₃ ∙ nH ₂ O fasen till en NH ₄ OH fas .

Därför endast under dessa extrema förhållanden, NH ₄ kan OH existera som en produkt av protonering inom is mellan NH ₃ och H ₂ O:

NH ₃ (s) + H ₂ O (s) <=> NH ₄ OH (er)

Observera att den här gången, till skillnad från ammoniakhydrolys, är de involverade arterna i en fast fas. En ammoniakis som blir salt utan att ammoniak släpps ut.

Fysiska och kemiska egenskaper

Molekylär formel

NH ₄ OH eller H ₅ NO

Molekylvikt

35,046 g / mol

Utseende

Det är en färglös vätska.

Koncentration

Upp till ca 30% (för NH ₄ ⁺ och OH ^- joner ).

Odör

Mycket stark och skarp.

Smak

Tunnland.

Tröskelvärde

34 ppm för icke-specifik detektion.

Kokpunkt

38 ° C (25%).

löslighet

Det finns endast i vattenlösning.

Vattenlöslighet

Blandbar i obegränsade proportioner.

Densitet

0,90 g / cm ^{^} vid 25 ° C.

Ång-densitet

I förhållande till luft som tas som enhet: 0,6. Det är, det är mindre tätt än luft. Emellertid avser logiskt det redovisade värdet till ammoniak som en gas, för att inte dess vattenlösningar eller till NH ₄ OH.

Ångtryck

2,160 mmHg vid 25 ° C

Frätande åtgärder

Den kan lösa zink och koppar.

pH

11,6 (IN-lösning); 11,1 (0,1 N lösning ) och 10,6 (0,01 N lösning).

Dissociation konstant

pKb = 4,767; Kb = 1,71 x 10 ^-5 vid 20 ºC

pKb = 4,751; Kb = 1774 x 10 ^-5 vid 25 ° C.

Genom att öka temperaturen ökar nästan omöjligt ammoniumhydroxidens basalitet.

Nomenklatur

Vad är alla vanliga och officiella namn för NH ₄ OH? Enligt vad som fastställts av IUPAC är namnet ammoniumhydroxid eftersom det innehåller hydroxylanjonen.

På grund av dess +1-laddning är ammonium monovalent, så med hjälp av stamnomenklaturen kallas det för: ammoniumhydroxid (I).

Även om användningen av termen ammoniumhydroxid är tekniskt felaktig, eftersom föreningen inte är isolerbar (åtminstone inte på jorden, vilket förklarades i detalj i det första avsnittet).

Även ammoniumhydroxid kallas ammoniakvatten och flytande ammoniak.

löslighet

NH ₄ OH existerar inte som ett salt i terrestra förhållanden, det kan inte beräknas hur lösligt det är i olika lösningsmedel.

Emellertid, skulle det förväntas att vara extremt löslig i vatten, eftersom dess upplösning skulle frigöra enorma mängder NH ₃ . Teoretiskt sett skulle det vara ett fantastiskt sätt att lagra och transportera ammoniak.

I andra lösningsmedel som kan acceptera vätebindningar, såsom alkoholer och aminer, kan det förväntas att det också skulle vara mycket lösligt i dem. Här NH ₄ ⁺ katjonen är en vätebindningsdonator, och OH ^- tjänar som både och.

Exempel på dessa interaktioner med metanol skulle vara: H ₃ N ⁺ -H - OHCH ₃ och HO ^- - HOCH ₃ (OHCH ₃ anger att syret mottar vätebindning, inte att metylgruppen är bunden till H).

risker

-Kontakt med ögonen orsakar irritation som kan leda till ögonskador.

-Det är frätande. Därför kan kontakt med huden orsaka irritation och höga koncentrationer av reagenset och orsaka hudbrännskador. Upprepad kontakt av ammoniumhydroxid med huden kan orsaka att den är torr, kliande och röd (dermatit).

-Inandning av ammoniumhydroxidspray kan orsaka akut irritation i luftvägarna, kännetecknad av kvävning, hosta eller andnöd. Långvarig eller upprepad exponering för ämnet kan resultera i återkommande infektioner i bronkierna. Inandning av ammoniumhydroxid kan också orsaka irritation i lungorna.

-Exponering för höga koncentrationer av ammoniumhydroxid kan utgöra en medicinsk nödsituation, eftersom en vätskeuppbyggnad i lungorna (lungödem) kan uppstå.

-Koncentrationen på 25 ppm har tagits som exponeringsgräns i en 8-timmars arbetsskift i en miljö där arbetaren utsätts för den skadliga verkan av ammoniumhydroxid.

Reaktivitet

-Förutom den potentiella hälsoskador från exponering för ammoniumhydroxid finns det andra försiktighetsåtgärder som måste beaktas när du arbetar med ämnet.

-Ammoniumhydroxid kan reagera med många metaller, t.ex. silver, koppar, bly och zink. Den reagerar också med salterna av dessa metaller för att bilda explosiva föreningar och frigör vätgas; vilket i sin tur är brandfarligt och explosivt.

-Det kan reagera våldsamt med starka syror, till exempel saltsyra, svavelsyra och salpetersyra. Det reagerar också på samma sätt med dimetylsulfat och halogener.

-Reagerar med starka baser, såsom natriumhydroxid och kaliumhydroxid, och producerar gasformig ammoniak. Detta kan verifieras genom att observera jämvikt i lösningen, i vilken tillsatsen av OH ^- joner förskjuter jämvikten till bildandet av NH ₃ .

-Koppar- och aluminiummetaller, liksom andra galvaniserade metaller, bör inte användas vid hantering av ammoniumhydroxid på grund av dess korrosiva verkan på dem.

tillämpningar

I mat

-Det används som tillsats i många livsmedel där det fungerar som ett hällmedel, pH-kontroll och efterbehandlingsmedel för livsmedelsytan.

-Listan över livsmedel där ammoniumhydroxid används är omfattande och innehåller bakverk, ostar, choklad, godis och puddingar.

-Amonmonhydroxid klassificeras som ett ofarligt ämne av FDA för livsmedelsbearbetning, så länge de fastställda standarderna följs.

-I köttprodukter används det som ett antimikrobiellt medel, för att kunna eliminera bakterier som E. coli, reducera det till oupptäckbara nivåer. Bakterierna finns i tarmen hos nötkreatur, anpassar sig till den sura miljön. Genom att reglera pH hindrar ammoniumhydroxid bakterietillväxt.

Therapeutics

-Ammoniumhydroxid har flera terapeutiska användningar, inklusive:

-Lösningen på 10% används som ett stimulerande medel för andningsreflexen

-Ett utvändigt används det på huden för behandling av insektsbett och -bett. -Det fungerar i matsmältningssystemet som ett antacida och carminative, det vill säga det hjälper till att eliminera gaser.

Dessutom används det som ett aktuellt smittämne för akut och kronisk muskuloskeletalsmärta. Som en följd av ammoniumhydroxidens smörjande verkan är det en lokal ökning av blodflödet, rodnad och irritation.

Industriella och övriga

-Det verkar i minskning av NOx (starkt reaktiva gaser som kväveoxid (NO) och kvävedioxid (NO ₂ )) för utsläpp av batterier och minskning av NOx i skorstenens utsläpp.

-Det används som mjukgörare; tillsats för färger och för behandling av ytor.

-Ökar hårets porositet så att färgämnets pigment får större penetration, vilket ger en bättre finish.

-Amonmonhydroxid används som ett antimikrobiellt medel vid behandling av avloppsvatten. Dessutom är det involverat i syntesen av kloramin. Detta ämne uppfyller en funktion som liknar klor vid rening av poolvatten och har fördelen att det är mindre giftigt.

-Det används som en korrosionshämmare i oljeraffineringsprocessen.

-Det används som rengöringsmedel i olika industriella och kommersiella produkter, som används på olika ytor, inklusive: rostfritt stål, porslin, glas och ugn.

-Det används dessutom vid produktion av tvättmedel, tvålar, läkemedel och bläck.

Inom jordbruket

Även om det inte administreras direkt som gödselmedel, gör ammoniumhydroxid detta. Ammoniak produceras från atmosfäriskt kväve med Haber-Bosch-metoden och transporteras kylt under dess kokpunkt (-33 ºC) till användningsplatserna.

Den trycksatta ammoniaken insprutas i form av ånga, i marken där den reagerar omedelbart med den edafiska vatten och passerar in i form av ammoniak (NH ₄ ⁺ ), som kvarhålles i katjonbytarhartser ställena i jorden. Dessutom produceras ammoniumhydroxid. Dessa föreningar är en kvävekälla.

Tillsammans med fosfor och kalium utgör kväve triaden av de viktigaste växtnäringsämnena som är viktiga för deras tillväxt.

referenser

1. Ganong, WF (2002). Medicinsk fysiologi. 19: e upplagan. Redaktionsmanual Moderno.
2. AD Fortes, JP Brodholt, IG Wood och L. Vocadlo. (2001). Ab initio simulering av ammoniak monohydrat (NH ₃ ∙ H ₂ O) och ammoniumhydroxid (NH ₄ OH). American Institute of Physics. J. Chem. Phys., Vol. 115, nr. 15, 15.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (6 februari 2017). Fakta om ammoniumhydroxid. Återställd från: thoughtco.com
4. Pochteca Group. (2015). Ammoniumhydroxid. pochteca.com.mx
5. NJ Health. (Sf). Faktablad om farliga ämnen: Ammoniumhydroxid. . Återställd från: nj.gov
6. Kemilärare. (2018). Ammoniumhydroxid. Återställd från: chemistrylearner.com
7. PubChem. (2018). Ammoniumhydroxid. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov