HIDROXID DE AMONIU: STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI ȘI UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Hidroxid de amoniu este un compus cu formula moleculară NH ₄ OH sau H ₅ NO produs prin dizolvarea amoniacului gaz (NH ₃ ) în apă. Din acest motiv, se numește apă de amoniac sau amoniac lichid.

Este un lichid incolor cu un miros foarte intens și ascuțit, care nu este izolabil. Aceste caracteristici sunt direct legate de concentrația de NH ₃ dizolvat în apă; concentrare care, de fapt, fiind un gaz, poate cuprinde cantități imense de dizolvate într-un volum mic de apă.

Sursa: Gabriel Bolívar

O mică parte considerabilă a acestor soluții apoase este compus din NH ₄ ⁺ cationilor și OH ^- anioni . Pe de altă parte, în soluții foarte diluate sau în solide congelate la temperaturi foarte scăzute, amoniacul poate fi găsit sub formă de hidrați, cum ar fi: NH ₃ ∙ H ₂ O, 2NH ₃ ∙ H ₂ O și NH ₃ ∙ 2H ₂ O.

Ca fapt curios, norii lui Jupiter sunt alcătuiți din soluții diluate de hidroxid de amoniu. Cu toate acestea, sonda spațială Galileo nu a reușit să găsească apă în norii planetei, ceea ce ar fi de așteptat datorită cunoștințelor pe care le avem despre formarea hidroxidului de amoniu; adică sunt cristale NH ₄ OH total anhidre.

Ionul de amoniu (NH ₄ ⁺ ) este produs în lumenul tubular renal prin unirea amoniacului și hidrogenului, secretat de celulele tubulare renale. De asemenea, amoniul este produs în celulele tubulare renale în procesul de transformare a glutaminei în glutamat și, la rândul său, în conversia glutamatului în α-cetoglutarat.

Amoniacul este produs industrial prin metoda Haber-Bosch, în care reacționează gazele cu azot și hidrogen; folosind ca catalizatori ionul feric, oxidul de aluminiu și oxidul de potasiu. Reacția se realizează la presiuni mari (150 - 300 atmosfere) și temperaturi ridicate (400 - 500 ºC), cu un randament de 10 - 20%.

În reacție se produce amoniac, care atunci când se oxidează produce nitriți și nitrați. Acestea sunt esențiale pentru obținerea acidului azotic și a îngrășămintelor precum azotatul de amoniu.

Structura chimică

După cum indică definiția sa, hidroxidul de amoniu constă dintr-o soluție apoasă de gaz de amoniac. Prin urmare, în interiorul lichidului, nu există nici o structură , alta decât cea a unui aranjament aleatoriu de NH definit ₄ ⁺ și OH ^- ionii solvated de moleculele de apă.

Ionii de amoniu și hidroxil sunt produse ale unui echilibru de hidroliză în amoniac, așa că este frecvent ca aceste soluții să aibă un miros înțepător:

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

Conform ecuației chimice, o scădere mare a concentrației de apă ar muta echilibrul la formarea mai mult amoniac; adică pe măsură ce hidroxidul de amoniu se încălzește, vaporii de amoniac vor fi eliberați.

Din acest motiv, NH ₄ ⁺ și OH ^- ionii nu formează un cristal în condiții terestre, ceea ce înseamnă că baza solidă NH ₄ OH nu există.

Acest solid trebuie să fie compus numai din ioni care interacționează electrostatic (așa cum se vede în imagine).

Gheață de amoniac

Cu toate acestea, sub temperaturi mult sub 0ºC și înconjurat de presiuni enorme, cum ar fi cele care predomină în miezurile de lună înghețată, amoniac și înghețarea apei. Procedând astfel, ele cristalizează într - un amestec solid cu rapoarte stoichiometrice variat, cea mai simplă fiind NH ₃ ∙ H ₂ O: amoniac monohidrat.

NH ₃ ∙ H ₂ O și NH ₃ ∙ 2H ₂ O sunt gheață de amoniac, deoarece produsul solid este format dintr - un aranjament cristalin de molecule de apă și amoniac legați prin legături de hidrogen.

Având în vedere o schimbare în T și P, conform studiilor de calcul care simulează toate variabilele fizice și efectele acestora asupra acestor iconi, are loc o tranziție de la o fază NH ₃ ∙ nH ₂ O la o fază NH ₄ OH.

Prin urmare, numai în aceste condiții extreme, NH ₄ OH poate exista ca un produs al protonarea în gheață între NH ₃ și H ₂ O:

NH ₃ (s) + H ₂ O (s) <=> NH ₄ OH (s)

Rețineți că, de această dată, spre deosebire de hidroliza amoniacului, speciile implicate sunt într-o fază solidă. O gheață de amoniac care devine sărată fără eliberarea de amoniac.

Proprietati fizice si chimice

Formulă moleculară

NH ₄ OH sau H ₅ NO

Greutate moleculară

35,046 g / mol

Aspect

Este un lichid incolor.

Concentraţie

Până la aproximativ 30% (pentru NH ₄ ⁺ și OH ^- ioni ).

Miros

Foarte puternic și ascuțit.

Gust

Acru.

Valoarea pragului

34 ppm pentru detectarea nespecifică.

Punct de fierbere

38 ° C (25%).

Solubilitate

Există doar într-o soluție apoasă.

Solubilitatea apei

Miscibil în proporții nelimitate.

Densitate

0,90 g / cm ³ la 25 ° C

Densitatea vaporilor

În raport cu aerul luat ca unitate: 0,6. Adică este mai puțin dens decât aerul. Cu toate acestea, în mod logic, valoarea raportată se referă la amoniac ca gaz, nu la soluțiile sale apoase sau la NH ₄ OH.

Presiunea de vapori

2.160 mmHg la 25 ° C.

Acțiune corozivă

Este capabil să dizolve zincul și cuprul.

pH

11,6 (soluție 1 N); 11,1 (soluție 0,1 N ) și 10,6 (soluție 0,01 N).

Constanta de disociere

pKb = 4.767; Kb = 1,71 x 10 ^-5 la 20 ºC

pKb = 4.751; Kb = 1.774 x 10 ^-5 la 25 ºC.

Creșterea temperaturii crește aproape imperceptibil bazicitatea hidroxidului de amoniu.

Nomenclatură

Care sunt toate denumirile comune și oficiale pentru NH ₄ OH? Conform celor stabilite de IUPAC, numele său este hidroxid de amoniu, deoarece conține anion hidroxil.

Amoniul, datorită încărcăturii sale +1, este monovalent, deci folosind nomenclatura de stocuri este denumit: hidroxid de amoniu (I).

Deși utilizarea termenului hidroxid de amoniu este incorectă din punct de vedere tehnic, deoarece compusul nu este izolat (cel puțin nu pe Pământ, așa cum este explicat în detaliu în prima secțiune).

De asemenea, hidroxidul de amoniu se numește apă de amoniac și amoniac lichid.

Solubilitate

NH ₄ OH nu există ca o sare în condiții terestre, nu se poate estima cât de solubil este în solvenți diferiți.

Cu toate acestea, se așteaptă să fie extrem de solubil în apă, deoarece dizolvarea sa va elibera cantități enorme de NH ₃ . Teoretic, ar fi un mod uimitor de a stoca și transporta amoniac.

În alți solvenți capabili să accepte legături de hidrogen, cum ar fi alcooli și amine, s-ar putea aștepta ca acesta să fie foarte solubil în ele. Aici cationul NH ₄ ⁺ este un donator de legături de hidrogen, iar OH ^- servește ca ambele.

Exemple ale acestor interacțiuni cu metanol ar fi: H ₃ N ⁺ -H - OHCH ₃ HO ^- - HOCH ₃ (OHCH ₃ indică faptul că oxigenul primește legătura de hidrogen, nu că gruparea metil este legată de H).

riscuri

-Contact cu ochii provoacă iritații care pot duce la deteriorarea ochilor.

-Este coroziv. Prin urmare, la contactul cu pielea poate provoca iritații și la concentrații mari de reactiv, provoacă arsuri ale pielii. Contactul repetat al hidroxidului de amoniu cu pielea îl poate determina să fie uscat, mâncărime și roșu (dermatită).

-Inhalarea spray-ului cu hidroxid de amoniu poate provoca iritarea acută a tractului respirator, caracterizată prin sufocare, tuse sau lipsă de respirație. Expunerea prelungită sau repetată la substanță poate duce la infecții recurente ale bronhiilor. De asemenea, inhalarea hidroxidului de amoniu poate provoca iritarea plămânilor.

-Expunerea la concentrații mari de hidroxid de amoniu ar putea constitui o urgență medicală, deoarece poate apărea acumularea de lichid în plămâni (edem pulmonar).

-Concentrația de 25 ppm a fost luată ca limită de expunere, într-un schimb de lucru de 8 ore, într-un mediu în care lucrătorul este expus la acțiunea nocivă a hidroxidului de amoniu.

reactivitatea

-În plus față de potențialele daune ale sănătății cauzate de expunerea la hidroxid de amoniu, există alte precauții care trebuie luate în considerare atunci când lucrați cu substanța.

-Hidroxidul de amoniu poate reacționa cu multe metale, cum ar fi: argint, cupru, plumb și zinc. De asemenea, reacționează cu sărurile acestor metale pentru a forma compuși explozivi și a elibera gaz de hidrogen; care, la rândul său, este inflamabil și exploziv.

-Poate reacționa violent cu acizii puternici, de exemplu: acid clorhidric, acid sulfuric și acid azotic. De asemenea, reacționează în același mod cu sulfat de dimetil și halogeni.

-Refectează cu baze puternice, cum ar fi hidroxidul de sodiu și hidroxidul de potasiu, producând amoniac gazos. Acest lucru poate fi verificat prin observarea echilibrului în soluție, în care adăugarea de OH ^- ioni deplasează echilibrul la formarea de NH ₃ .

-Copertele și metalele din aluminiu, precum și alte metale galvanizate nu trebuie utilizate la manipularea hidroxidului de amoniu, din cauza acțiunii corozive asupra acestora.

Aplicații

În mâncare

-Este utilizat ca aditiv în multe alimente în care acționează ca un agent de dospire, controlul pH-ului și agent de finisare pentru suprafața alimentelor.

-Lista alimentelor în care se folosește hidroxidul de amoniu este extinsă și include produse coapte, brânzeturi, bomboane de ciocolată, bomboane și budinci.

-Hidroxidul de amoniu este clasificat ca o substanță inofensivă de către FDA pentru procesarea alimentelor, atât timp cât sunt respectate standardele stabilite.

-În produsele din carne este utilizat ca agent antimicrobian, putând elimina bacteriile precum E. coli, reducându-l la niveluri nedetectabile. Bacteriile se găsesc în intestinele bovinelor, adaptându-se mediului acid. Prin reglarea pH-ului, hidroxidul de amoniu împiedică dezvoltarea bacteriilor.

terapeutică

-Hidroxidul de amoniu are mai multe utilizări terapeutice, inclusiv:

-Soluția de 10% este utilizată ca stimulent al reflexului respirator

-Extern este utilizat pe piele pentru tratamentul mușcăturilor și mușcăturilor de insecte.-Acționează în sistemul digestiv ca antiacid și carminativ, adică ajută la eliminarea gazelor.

În plus, este utilizat ca rubefacient topic pentru durerile acute și cronice musculo-scheletice. Ca urmare a acțiunii rubefaciente a hidroxidului de amoniu, există o creștere locală a fluxului de sânge, roșeață și iritare.

Industriale și diverse

-Acționează în reducerea NOx (gaze foarte reactive, cum ar fi oxidul nitric (NO) și dioxidul de azot (NO ₂ )) pentru emisiile de baterii și reducerea NOx în emisiile hornurilor.

-Este folosit ca plastifiant; aditiv pentru vopsele și pentru tratarea suprafețelor.

-Crește porozitatea părului, permițând pigmentării coloranților să aibă o penetrare mai mare, ceea ce atinge un finisaj mai bun.

-Hidroxidul de amoniu este utilizat ca agent antimicrobian în tratarea apelor uzate. În plus, este implicat în sinteza cloraminei. Această substanță îndeplinește o funcție similară cu clorul în purificarea apei din piscină, având avantajul că este mai puțin toxic.

-Este utilizat ca inhibitor de coroziune în procesul de rafinare a uleiului.

-Este utilizat ca agent de curățare în diferite produse industriale și comerciale, fiind utilizat pe diverse suprafețe, inclusiv: oțel inoxidabil, porțelan, sticlă și cuptor.

-Adițional, este utilizat în producția de detergenți, săpunuri, produse farmaceutice și cerneluri.

În agricultură

Deși nu este administrat direct ca îngrășământ, hidroxidul de amoniu face acest lucru. Amoniacul este produs din azot atmosferic prin metoda Haber-Bosch și este transportat la frigider sub punctul de fierbere (-33 ºC) în locurile de utilizare.

Amoniacul sub presiune este injectat, sub formă de vapori, în solul în care reacționează imediat cu apa edafică și trece în forma de amoniac (NH ₄ ⁺ ), care este reținut în locurile de schimb de cationi ale solului. În plus, este produs hidroxid de amoniu. Acești compuși sunt o sursă de azot.

Împreună cu fosforul și potasiul, azotul constituie triada principalelor substanțe nutritive ale plantelor esențiale pentru creșterea lor.

Referințe

1. Ganong, WF (2002). Fiziologie medicală. Ediția a 19-a. Manual editorial Moderno.
2. AD Fortes, JP Brodholt, IG Wood și L. Vocadlo. (2001). Simularea Ab initio a monohidratului de amoniac (NH ₃ ∙ H ₂ O) și hidroxidului de amoniu (NH ₄ OH). Institutul American de Fizică. J. Chem. Phys., Vol. 115, nr. 15, 15.
3. Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (6 februarie 2017). Date despre hidroxidul de amoniu. Recuperat de la: thinkco.com
4. Grup Pochteca. (2015). Hidroxid de amoniu. pochteca.com.mx
5. NJ Sănătate. (Sf). Fișă tehnică privind substanțele periculoase: Hidroxid de amoniu. . Recuperat din: nj.gov
6. Cursant de chimie. (2018). Hidroxid de amoniu. Recuperat de la: chemistrylearner.com
7. Extract. (2018). Hidroxid de amoniu. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov