Hartanah, Struktur, Kegunaan dan Risiko Ammonium Carbonate

The ammonium karbonat adalah garam nitrogen tak organik, khususnya ammoniacal, yang formula kimianya (NH₄)₂CO₃. Ia diterangkan dengan cara sintesis, di antaranya penggunaan sublimasi campuran ammonium sulfat dan kalsium karbonat bernilai menyebutkan: (NH₄)₂SO₄(s) + CaCO₃(s) => (NH₄)₂CO₃(s) + CaSO₄(s).

Secara amnya, garam ammonium dan kalsium karbonat dipanaskan dalam satu kapal untuk menghasilkan ammonium karbonat. Kaedah perindustrian yang menghasilkan tan garam ini terdiri dalam lulus karbon dioksida lajur penyerapan yang mengandungi penyelesaian ammonia dalam air, kemudian melaksanakan penyulingan.

Wap yang mengandungi ammonium, karbon dioksida dan air mengalir untuk membentuk kristal amonium karbonat: 2NH₃(g) + H₂O (l) + CO₂(g) → (NH₄)₂CO₃(s) Asid karbonik dihasilkan dalam tindak balas, H₂CO₃, selepas melarutkan karbon dioksida di dalam air, dan ia adalah asid ini yang memberikan dua protonnya, H⁺, kepada dua molekul ammonia.

Indeks

• 1 Sifat fizikal dan kimia
• 2 Struktur kimia
  • 2.1 Keajaiban struktur
• 3 Kegunaan
• 4 Risiko
• 5 Rujukan

Sifat fizikal dan kimia

Ia adalah pepejal putih, kristal dan tidak berwarna, dengan bau yang kuat dan rasa amoniak. Ia cair pada suhu 58 ° C yang terurai ke dalam ammonia, air dan karbon dioksida: betul persamaan kimia di atas tetapi dalam arah yang bertentangan.

Walau bagaimanapun, penguraian ini berlaku dalam dua langkah: pertama molekul NH dilepaskan₃, menghasilkan amonium bikarbonat (NH₄HCO₃); Dan kedua, jika pemanasan terus berlanjut, karbonat tidak disproportioned melepaskan lebih banyak amonia gas.

Ia adalah sangat larut dalam air dan kurang larut dalam alkohol. Ia membentuk jambatan hidrogen dengan air, dan apabila ia larut 5 gram dalam 100 gram air, ia menghasilkan penyelesaian asas dengan pH sekitar 8.6.

Hubungannya yang tinggi untuk air menjadikannya pepejal hygroscopic (menyerap kelembapan), dan itulah sebabnya sukar untuk menemuinya dalam bentuknya yang tidak menentu. Malah, bentuk monohidrasinya, (NH₄)₂CO₃· H₂O), adalah yang paling biasa dan menjelaskan bagaimana garam adalah pembawa gas amonia, yang menyebabkan bau.

Di udara ia terurai untuk menghasilkan amonium bikarbonat dan ammonium karbonat (NH₄NH₂CO₂).

Struktur kimia

Struktur kimia ammonium karbonat digambarkan dalam imej atas. Di tengah-tengah adalah anion CO₃^2-, segitiga rata dengan pusat hitam dan sfera merah; dan di kedua-dua belah pihak, kation NH ammonium₄⁺ dengan geometri tetrahedral.

Geometri ion ammonium dijelaskan oleh sp hibridisasi³ daripada atom nitrogen, memerintahkan atom hidrogen (sfera putih) di sekelilingnya dalam bentuk tetrahedron. Interaksi ditubuhkan antara tiga ion oleh ikatan hidrogen (H₃N-H- O-CO₂^2-).

Terima kasih kepada geometrinya, satu anion CO₃^2- ia boleh membentuk sehingga tiga jambatan hidrogen; manakala kation NH₄⁺ mungkin mereka tidak boleh membentuk empat hidrogen jambatan yang sepadan dengan mereka kerana penolakan elektrostatik antara caj positif mereka.

Hasil dari semua interaksi ini adalah penghabluran sistem orthorhombic. Mengapa ia begitu menyerap dan larut dalam air? Jawapannya adalah dalam paragraf yang sama di atas: jambatan hidrogen.

Interaksi ini bertanggungjawab untuk penyerapan air yang cepat dari garam anhidrat untuk membentuk (NH₄)₂CO₃· H₂O). Ini menyebabkan perubahan susunan ruang ion, dan akibatnya, dalam struktur kristal.

Keaslian struktur

Sederhana kerana ia kelihatan (NH₄)₂CO₃, ia sangat sensitif kepada transformasi tak terhingga bahawa strukturnya adalah misteri tertakluk kepada komposisi sebenar pepejal. Struktur ini juga berbeza-beza mengikut tekanan yang menjejaskan kristal.

Sesetengah penulis telah mendapati bahawa ion-ion diperintahkan sebagai rantai coplanar yang dikaitkan dengan ikatan hidrogen (iaitu rantaian dengan urutan NH).₄⁺-CO₃^2--...) di mana molekul air mungkin berfungsi sebagai penyambung kepada rantai lain.

Lebih-lebih lagi, melampaui langit daratan, bagaimanakah kristal-kristal ini dalam keadaan spatial atau interstellar? Apakah komposisi anda dari segi kebolehan spesies berkarbonat? Terdapat kajian yang mengesahkan kestabilan kristal ini yang terperangkap dalam jisim ais dan komet.

Ini membolehkan mereka berfungsi sebagai rizab karbon, nitrogen dan hidrogen, yang, menerima radiasi matahari, boleh diubah menjadi bahan organik seperti asid amino..

Maksudnya, blok ammonia es ini boleh menjadi pembawa "roda yang memulakan jentera hidup" di alam semesta. Atas sebab-sebab ini minatnya dalam bidang astrobiologi dan biokimia berkembang.

Kegunaan

Ia digunakan sebagai ejen penaik, kerana apabila dipanaskan ia menghasilkan karbon dioksida dan gas amonium. Ammonium carbonate adalah, jika anda suka, prekursor serbuk pembakar moden dan boleh digunakan untuk membakar cookies dan biskut rata.

Walau bagaimanapun, penggunaannya untuk membakar kek tidak digalakkan. Oleh kerana ketebalan kek, gas ammonia disimpan di dalam dan menghasilkan rasa yang tidak menyenangkan.

Ia digunakan sebagai expectorant, iaitu, ia melegakan batuk oleh decongesting bronchi. Ia mempunyai tindakan fungicidal, yang digunakan untuk tujuan ini dalam bidang pertanian. Ia juga merupakan pengawal selia keasidan yang ada dalam makanan dan digunakan dalam sintesis organik urea di bawah keadaan tekanan tinggi, dan hydantoins.

Risiko

Ammonium carbonate sangat toksik. Ia menghasilkan manusia dengan kerengsaan akut pada rongga mulut apabila meletakkan dirinya bersentuhan.

Di samping itu, jika ia menelan ia menyebabkan kerengsaan gastrik. Tindakan yang sama diperhatikan pada mata yang terdedah kepada ammonium karbonat.

Penyedutan gas penguraian garam boleh mengganggu hidung, tekak dan paru-paru, menyebabkan batuk dan kesusahan pernafasan.

Pendedahan akut anjing berpuasa kepada ammonium karbonat pada dos 40 mg / kg, menyebabkan muntah dan cirit-birit. Dada tertinggi ammonium karbonat (200 mg / kg berat) biasanya mematikan. Kerosakan jantung ditunjukkan sebagai punca kematian.

Sekiranya ia dipanaskan kepada suhu yang sangat tinggi dan udara yang diperkaya dengan oksigen, ia mengeluarkan gas NO toksik.₂.

Rujukan

1. PubChem. (2018). Ammonium Carbonate. Diperoleh pada 25 Mac, 2018, dari PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Portal Kimia Organik. ((2009-2018)). Reaksi Bucherer-Bergs. Diperoleh pada 25 Mac, 2018, dari Portal Kimia Organik: www.organic-chemistry.org
3. Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Reaksi kimia di bawah tekanan ultra tinggi: sintesis urea dari ammonium karbonat pepejal. Kajian Kimia Fizikal Jepun, 21: 32-40
4. Fortes, A. D., Wood, I. G., Alfè, D., Hernandez, E. R., Gutmann, M. J., & Sparkes, H. A. (2014). Struktur, ikatan hidrogen dan pengembangan haba monohidrat ammonium karbonat. Acta Crystallographica Seksyen B, Struktur Sains, Kejuruteraan Kristal dan Bahan, 70(Pt6), 948-962.
5. Wikipedia. (2018). Ammonium carbonate. Diperoleh pada 25 Mac, 2018, dari Wikipedia: en.wikipedia.org
6. Syarikat Kimia. (2018). Syarikat Kimia. Diambil pada 25 Mac, 2018, dari The Chemical Company: thechemco.com