Struktura, właściwości, zastosowania i zagrożenia octanu amonu

4244
Simon Doyle

Plik octan amonu jest solą nieorganiczną, której wzór chemiczny to NH4CH3COOH. Pochodzi z mieszaniny kwasu octowego obecnego w occie handlowym w stężeniu 5% i amoniaku. Obie substancje wyjściowe mają charakterystyczny zapach, więc można się zorientować, dlaczego ta sól pachnie jak ocet-amoniak.

Jednak najbardziej wyróżniającym się aspektem tej soli nie jest jej zapach, ale niska temperatura topnienia. Jest tak niska, że ​​w każdym laboratorium można by go otrzymać w wersji płynnej, w której jony swobodnie przepływają, przenosząc ładunki elektryczne..

Kryształy octanu amonu. Źródło: Vidak [domena publiczna].

Z drugiej strony octan amonu rozpływa się; to znaczy pochłania wodę lub wilgoć z otoczenia, aż do całkowitego rozpuszczenia. Dlatego chociaż w stanie bezwodnym jego kryształy są białe, szybko stają się jasne (jak te w zlewce na powyższym obrazku).

Będąc stałym źródłem amoniaku, należy obchodzić się z nim w taki sposób, aby zminimalizować wdychanie jego oparów. Ale pomimo tej negatywnej cechy NH4CH3COOH jest przydatny do przygotowywania roztworów buforowych, które konserwują żywność, a także jest składnikiem niektórych rozpuszczalników do ekstrakcji białek.

Indeks artykułów

  • 1 Struktura octanu amonu
    • 1.1 Inne kompozycje i woda
  • 2 Właściwości
    • 2.1 Wygląd fizyczny
    • 2.2 Masa molowa
    • 2.3 Gęstość
    • 2.4 Temperatura topnienia
    • 2.5 Rozpuszczalność
    • 2.6 Stabilność
    • 2,7 pKa
    • 2.8 Standardowa entalpia formacji
  • 3 Zastosowania
    • 3.1 Analityczne
    • 3.2 Średni przewodnik
    • 3.3 Bufor
    • 3.4 Na lodzie i glebie
    • 3.5 Środek strącający
    • 3.6 Medycyna
  • 4 Ryzyka
  • 5 Referencje

Struktura octanu amonu

Jony octanu amonu. Źródło: CCoil [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Powyższy obrazek przedstawia jony tworzące octan amonu w modelu kulek i prętów. Po lewej stronie znajduje się kation o geometrii czworościennej, NH4+, podczas gdy po jego prawej stronie anion cząsteczkowy z dwoma elektronami zdelokalizowanymi między dwoma atomami tlenu, CH3GRUCHAĆ- (przerywana linia między czerwonymi kulami).

Więc oba jony, NH4+ i CH3GRUCHAĆ-, są trzymane razem przez przyciąganie elektrostatyczne, które wraz z odpychaniem między równymi ładunkami ostatecznie definiuje kryształ. Ten kryształ octanu amonu ma strukturę rombową, którą można było zaobserwować w mikroskopijnych próbkach lub nawet w widocznych rozmiarach..

W przypadku tej soli ważne są nie tylko wiązania jonowe, ale także wiązania wodorowe. NH4+ możesz przekazać do czterech z tych mostów; to znaczy w każdym z wierzchołków jego czworościanu znajduje się atom tlenu z CH3GRUCHAĆ- sąsiad (H.3N+-H- OCOCH3).

W teorii siły wewnątrz twoich kryształów powinny być wtedy bardzo silne; ale doświadczalnie dzieje się odwrotnie, ponieważ topi się tylko w 114 ° C. Dlatego wiązania wodorowe nie kompensują słabego wiązania jonowego ani niskiej energii sieci krystalicznej rombowego kryształu NH.4CH3GRUCHAĆ.

Inne kompozycje i woda

Pierwotnie mówiono, że octan amonu jest przygotowywany przez zmieszanie kwasu octowego i amoniaku. Dlatego sól można również wyrazić jako: NH3CH3COOH. Zatem w zależności od składu można otrzymać inne struktury: NH32CH3COOH lub NH35CH3Na przykład COOH.

Wspomniano również, że pochłania sporo wilgoci. W ten sposób włącza cząsteczki wody do swoich kryształów, które hydrolizują, dając NH3 lub CH3COOH; dlatego sól wydziela zapach amoniaku lub octu.

Nieruchomości

Wygląd fizyczny

Rozpływające się białe kryształy o zapachu octu i amoniaku.

Masa cząsteczkowa

77,083 g / mol.

Gęstość

1073 g / ml w 25 ° C.

Temperatura topnienia

114 ° C Ta wartość jest znacznie niższa w porównaniu z innymi solami lub związkami jonowymi. Ponadto nie ma temperatury wrzenia z powodu tworzenia się amoniaku, co oznacza rozkład soli..

Rozpuszczalność

143 g / 100 ml w temperaturze 20 ° C. Zwróć uwagę na jego niezwykłą rozpuszczalność w wodzie, która świadczy o powinowactwie cząsteczek wody do jonów NH.4+ i CH3GRUCHAĆ-, nawilżając je w sferach wodnych.

Jego rozpuszczalność nie jest taka w mniej polarnych rozpuszczalnikach. Na przykład w 100 ml metanolu w temperaturze 15 ° C rozpuszcza się 7,89 g NH4CH3GRUCHAĆ.

Stabilność

Jest rozpuszczalny, dlatego należy unikać przechowywania go w wilgotnych pomieszczeniach. Ponadto wchłaniając wodę uwalnia amoniak i dlatego ulega rozkładowi.

pKa

9.9.

Ta stała odpowiada kwasowości jonu amonowego:

NH4+  +  b <=> NH3  +  HB

Gdzie HB jest słabym kwasem. Jeśli zasada B dotyczy wody, będzie miała reakcję hydrolizy:

NH4+  +  H.dwaLUB  <=>  NH3  +  H.3LUB+

W którym gatunek H.3LUB+ określa pH roztworu.

Z drugiej strony octan przyczynia się również do pH:

CH3GRUCHAĆ- + H.dwaLUB <=> CH3COOH + OH-

Zatem oba gatunki H.3LUB+ i OH- są neutralizowane dając neutralne pH 7. Jednak według Pubchem wysoko stężone roztwory octanu amonu mają kwaśne pH; co oznacza, że ​​przeważa hydroliza NH4+ na CH3GRUCHAĆ-.

Standardowa entalpia formacji

ΔfaH.298 = -615 kJ / mol.

Aplikacje

Analityczny

Wodne roztwory octanu sodu pozwalają na rozpuszczenie siarczanów ołowiu, żelaza i cynku w celu późniejszego określenia ich stężenia metodą atomowej spektroskopii absorpcyjnej.

Średni przewodnik

Ponieważ topi się w niskiej temperaturze w porównaniu z innymi solami, jego ciecz może służyć do przewodzenia prądu elektrycznego, który zapala obwód żarówki..

Bufor

Może regulować zmiany pH w zakresie kwaśnym lub zasadowym, co służy do utrzymania stałego pH np. W mięsach, czekoladach, serach, warzywach lub innych produktach spożywczych.

Na lodzie i glebach

Jest to stosunkowo tania i biodegradowalna sól, używana do odladzania oblodzonych dróg. Podobnie, ponieważ jest źródłem azotu rozpuszczalnego w wodzie, służy do celów rolniczych do oznaczania poziomu potasu..

Środek strącający

Sól ta służy do wytrącania białek do analizy chromatograficznej..

Lekarstwo

Octan amonu działa jako środek moczopędny w weterynarii, a także jest niezbędną solą do syntezy insuliny i penicyliny.

Ryzyka

Poniżej, na końcu, wymieniono niektóre zagrożenia lub negatywne konsekwencje spowodowane przez octan amonu:

- Może powodować łagodne podrażnienie skóry, ale nie jest przez nią wchłaniany.

- Po spożyciu powoduje rozstrój żołądka, biegunkę, diurezę, niepokój, zwiększoną potrzebę oddawania moczu, drżenie i inne objawy zatrucia amoniakiem, a także uszkodzenie wątroby.

- Wdychanie podrażnia nos, gardło i płuca.

Poza tym nie wiadomo, czy może powodować raka, i wykluczone jest jakiekolwiek ryzyko pożaru tej soli (przynajmniej w normalnych warunkach przechowywania)..

Bibliografia

  1. Inger Nahringbauer. (1967). Badania wiązania wodorowego. XIV. Struktura krystaliczna octanu amonu. Institute of Chemistry, University of Uppsala, Uppsala, Szwecja. Acta Cryst. 23, 956.
  2. Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. (2019). Octan amonu. Baza danych PubChem. CID = 517165. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. Sullivan Randy. (2012). Przewodnictwo octanu amonu. Odzyskany z: chemdemos.uoregon.edu
  4. Viachem, Ltd. (s.f.). Octan amonu. Odzyskany z: viacheminc.com
  5. Wikipedia. (2019). Octan amonu. Odzyskane z: en.wikipedia.org
  6. Departament Zdrowia stanu New Jersey. (2012). Octan amonu - Arkusz informacyjny o niebezpiecznych substancjach. [PDF]. Odzyskany z: nj.gov
  7. Xueyanghu. (s.f.). Zastosowania i zagrożenia związane z octanem amonu. Odzyskany z: xueyanghu.wordpress.com

Jeszcze bez komentarzy