Ion amonium (NH4 +) Formula, Hartanah dan Kegunaan



The ion amonium adalah politiomik kation positif yang formulanya adalah NH4+. Molekul itu tidak rata, tetapi mempunyai bentuk tetrahedron. Empat atom hidrogen membentuk empat sudut.

Nitrogen dari ammonia mempunyai sepasang elektron tidak berkongsi yang mampu menerima proton (pangkalan Lewis) maka ion amonium terbentuk oleh protonasi amonia mengikut reaksi: NH3 + H+ → NH4+

Ammonium juga digantikan dengan amina atau kation ammonium tersubstitusi. Contohnya, methylammonium chloride adalah garam ionik CH formula3NH4Cl di mana ion klorida terikat kepada metilamina.

Ion amonium mempunyai sifat yang sangat mirip dengan logam alkali yang lebih berat dan sering dianggap sebagai saudara dekat. Ammonium dijangka berkelakuan seperti logam pada tekanan tinggi, seperti di dalam planet gas gergasi seperti Uranus dan Neptunus.

Ion amonium memainkan peranan penting dalam sintesis protein dalam tubuh manusia. Ringkasnya, semua makhluk hidup memerlukan protein, yang dibentuk oleh kira-kira 20 asid amino yang berbeza. Walaupun tumbuh-tumbuhan dan mikroorganisma boleh mensintesis kebanyakan asid amino daripada nitrogen di atmosfera, haiwan tidak boleh.

Bagi manusia, beberapa asid amino tidak dapat disintesis sama sekali dan mesti dimakan sebagai asid amino penting.

Walau bagaimanapun, asid amino lain boleh disintesis oleh mikroorganisma dalam saluran gastrointestinal dengan bantuan ion-ion ammonia. Oleh itu, molekul ini merupakan angka utama dalam kitaran nitrogen dan dalam sintesis protein.

Indeks

  • 1 Hartanah
    • 1.1 Keterlarutan dan berat molekul
    • 1.2 Asas asas asid
    • 1.3 Garam amonium
  • 2 Kegunaan
  • 3 Rujukan

Hartanah

Kelarutan dan berat molekul

Ion amonium mempunyai berat molekul 18,039 g / mol dan kelarutan 10.2 mg / ml air (Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi, 2017). Apabila melarutkan ammonia dalam air, ion amonium terbentuk mengikut tindak balas:

NH3 + H2O → NH4+ + OH-

Ini meningkatkan kepekatan hidroksil dalam medium yang meningkatkan pH penyelesaian (Royal Society of Chemistry, 2015).

Ciri asas asid

Ion amonium mempunyai pKb 9.25. Ini bermakna bahawa di pH di atas nilai ini akan mempunyai tingkah laku asid dan pada pH yang lebih rendah akan mempunyai tingkah laku asas.

Sebagai contoh, apabila melarutkan ammonia dalam asid asetik (pKa = 4.76), pasangan elektron bebas nitrogen mengambil proton dari medium yang meningkatkan kepekatan ion hidroksida mengikut persamaan:

NH3 + CH3COOH ⇌ NH4+ + CH3COO-

Walau bagaimanapun, dengan adanya asas yang kuat, seperti natrium hidroksida (pKa = 14.93), ion amonium menghasilkan proton kepada medium mengikut reaksi:

NH4+ + NaOH ⇌ NH3 + Na+ + H2O

Kesimpulannya, pada pH yang lebih rendah daripada 9.25, nitrogen akan diprotonasikan, manakala pada pH lebih tinggi daripada nilai itu akan dikurangkan. Ini sangat penting dalam pemahaman kurva titrasi dan pemahaman tingkah laku bahan seperti asid amino.

Garam ammonium

Salah satu ciri yang paling ciri ammonia adalah kuasa untuk menggabungkan secara langsung dengan asid untuk membentuk garam mengikut reaksi:

NH3 + HX → NH4X

Oleh itu, dengan asid hidroklorik, ia membentuk ammonium klorida (NH4Cl); Dengan asid nitrik, ammonium nitrat (NH4TIDAK3), dengan asid karbonik akan membentuk amonium karbonat ((NH4)2CO3dan sebagainya.

Ia telah menunjukkan bahawa ammonia sempurna kering tidak akan digabungkan dengan asid hidroklorik yang sempurna kering, kelembapan yang diperlukan untuk menyebabkan reaksi (VIAS Encyclopedia, 2004).

Garam ammonium yang paling mudah larut dalam air. Pengecualian adalah ammonium hexachloroplatinate, yang pembentukannya digunakan sebagai ujian untuk ammonium. Garam ammonium nitrat dan terutamanya perchlorate sangat meletup, dalam kes ini amonium adalah agen pengurangan.

Dalam proses yang luar biasa, ion amonium membentuk amalgam. Spesies sedemikian disediakan oleh elektrolisis larutan amonium menggunakan katod merkuri. Amalgam ini akhirnya terurai untuk melepaskan ammonia dan hidrogen (Johnston, 2014).

Salah satu garam ammonium yang paling biasa ialah ammonium hidroksida, yang hanya amonia dibubarkan dalam air. Kompaun ini sangat biasa dan berlaku secara semula jadi dalam alam sekitar (di udara, air dan tanah) dan di semua tumbuhan dan haiwan, termasuk manusia..

Kegunaan

Amonium merupakan sumber nitrogen penting bagi banyak spesies tumbuhan, terutamanya yang tumbuh di tanah hipoksia. Walau bagaimanapun, ia juga toksik kepada kebanyakan spesies tanaman dan jarang digunakan sebagai sumber tunggal nitrogen (Pangkalan Data, Manusia Metabolom, 2017).

Nitrogen (N), terikat kepada protein dalam biojisim hidup dimakan oleh mikroorganisma dan ditukar kepada ion ammonium (NH4 +) yang boleh diserap terus oleh akar tumbuhan (contohnya, beras).

Ion amonium biasanya ditukar kepada ion nitrit (NO2-) oleh bakteria nitrosomonas, diikuti dengan penukaran kedua ke nitrat (NO3-) oleh bakteria Nitrobacter.

Tiga sumber utama nitrogen yang digunakan dalam pertanian ialah urea, ammonium dan nitrat. Pengoksidaan biologi ammonium kepada nitrat dikenali sebagai nitrifikasi. Proses ini mempertimbangkan beberapa langkah dan dimediasi oleh autotrofik, mewajibkan bakteria aerobik.

Dalam tanah yang dibanjiri, pengoksidaan NH4 + adalah terhad. Urea diuraikan oleh enzim urease atau kimia terhidrolisis kepada ammonia dan CO2.

Dalam langkah ammonifikasi, ammonia ditukar dengan cara membazir bakteria ke dalam ion ammonium (NH4 +). Dalam langkah seterusnya amonium ditukar oleh bakteria nitrifying ke nitrat (nitrifikasi).

Bentuk ini, nitrogen sangat mudah alih, yang paling biasa diserap oleh akar tumbuhan, serta oleh mikroorganisma di dalam tanah.

Untuk menutup nitrogen kitaran, gas nitrogen di atmosfera menjadi nitrogen biomass oleh bakteria Rhizobium yang tinggal dalam tisu akar kekacang (contohnya, alfalfa, kacang dan kacang) dan kekacang (seperti pokok paya) dan oleh cyanobacteria dan Azotobacter (Sposito, 2011).

Melalui tumbuhan akuatik ammonium (NH4 +) boleh menyerap dan memasukkan nitrogen ke dalam protein, asid amino dan molekul lain. Kepekatan ammonium yang tinggi boleh meningkatkan pertumbuhan alga dan tumbuh-tumbuhan akuatik.

Ammonium hidroksida dan garam ammonium lain digunakan secara meluas dalam pemprosesan makanan. Peraturan-peraturan Pentadbiran Makanan dan Dadah (FDA) menyatakan bahawa ammonium hidroksida adalah selamat ("umumnya dikenali sebagai selamat" atau GRAS) sebagai agen yis, agen kawalan pH dan ejen penamat. cetek dalam makanan.

Senarai makanan di mana ammonium hidroksida yang digunakan sebagai bahan tambahan makanan langsung adalah luas dan termasuk barang-barang bakar, keju, coklat, produk kuih-muih lain (contohnya gula-gula) dan puding. Ammonium hidroksida juga digunakan sebagai agen antimikrobial dalam produk daging.

Ammonia dalam bentuk yang lain (contohnya, ammonium sulfat, ammonium alginate) digunakan dalam perasa, protein soya mengasingkan, makanan ringan, jem dan jeli dan minuman ringan (PNA kalium nitrat persatuan, 2016).

Pengukuran ammonium digunakan dalam ujian RAMBO, khususnya berguna dalam mendiagnosis penyebab asidosis (Test ID: RAMBO Ammonium, Random, Urine, S.F.). Buah pinggang mengawal perkumuhan asid dan keseimbangan asas asid sistemik.

Mengubah jumlah ammonium dalam air kencing adalah cara penting untuk buah pinggang untuk menjalankan tugas ini. Mengukur tahap ammonium dalam air kencing dapat memberikan pemahaman mengenai penyebab perubahan keseimbangan asid pada pesakit.

Tahap ammonium dalam air kencing juga boleh memberikan banyak maklumat tentang pengeluaran asid harian dalam pesakit yang diberikan. Oleh kerana sebahagian besar beban asid individu berasal dari protein yang tertelan, jumlah ammonium dalam air kencing adalah penunjuk yang baik pengambilan protein dalam diet.

Pengukuran ammonium dalam air kencing boleh sangat berguna untuk diagnosis dan rawatan pesakit dengan batu ginjal:

  • Tahap ammonium yang tinggi dalam air kencing dan pH kencing yang rendah mencadangkan kerugian gastrousus yang berterusan. Pesakit ini berisiko untuk asid urik dan batu kalsium oksalat.
  • Ammonium sedikit dalam air kencing dan pH tinggi air kencing menunjukkan asidosis tiub ginjal. Pesakit ini berisiko untuk batu kalsium fosfat.
  • Pesakit dengan batu kalsium oxalate dan kalsium fosfat sering dirawat dengan sitrat untuk meningkatkan sitrat air kencing (perencat semulajadi pertumbuhan kristal kalsium oxalate dan kalsium fosfat).

Walau bagaimanapun, sejak sitrat dimetabolisme menjadi bikarbonat (asas), ubat ini juga boleh meningkatkan pH air kencing. Jika pH air kencing terlalu tinggi dengan rawatan sitrat, risiko batu kalsium fosfat boleh meningkat secara tidak sengaja.

Pemantauan urin ammonium adalah satu cara untuk titrate dos silikat dan mengelakkan masalah ini. Satu dos yang baik untuk sitrat awal adalah kira-kira separuh daripada perkumuhan ammonium dalam air kencing (dalam mEq masing-masing).

Anda boleh memantau kesan dos ini terhadap nilai-nilai ammonium, sitrat dan pH air kencing, dan menyesuaikan dos citrasi berdasarkan tindak balas. Penurunan dalam ammonium kencing harus menunjukkan sama ada sitrat semasa cukup untuk sebahagian (tetapi tidak sepenuhnya) menangkis beban asid harian pesakit itu.

Rujukan

  1. Pangkalan Data, Metabolom Manusia. (2017, 2 Mac). Menunjukkan metabocard untuk Ammonium. Diperolehi daripada: hmdb.ca.
  2. Johnston, F. J. (2014). Garam ammonium. pulih dari aksesscience: accessscience.com.
  3. Pusat Kebangsaan Maklumat Bioteknologi. (2017, 25 Februari). Pangkalan Data Kompaun PubChem; CID = 16741146. Diperoleh dari PubChem.
  4. Persatuan kalium nitrat PNA. (2016). Nitrat (NO3-) berbanding ammonium (NH4 +). pulih dari kno3.org.
  5. Royal Society of Chemistry. (2015). Ion ammonium. Diperolehi daripada chemspider: chemspider.com.
  6. Sposito, G. (2011, 2 September). Tanah Pulih daripada ensiklopedia britannica: britannica.com.
  7. ID ujian: RAMBO Ammonium, Random, Urine. (S.F.). Pulih daripada ensiklopediaamayomedicallaboratorie.com.
  8. VIAS Encyclopedia. (2004, 22 Disember). Garam Ammonium. Pulih daripada vias.org ensiklopedia.