و كربونات الأمونيوم هو النيتروجين ملح غير عضوي، نشادرية على وجه التحديد، والصيغة الكيميائية (NH 4) 2 CO 3. يتم تصنيعه بطرق اصطناعية ، من بينها تسامي خليط من كبريتات الأمونيوم وكربونات الكالسيوم: (NH 4) 2 SO 4 (s) + CaCO 3 (s) => (NH 4) 2 CO 3 (ق) + CaSO 4 (ق).
بشكل عام ، يتم تسخين أملاح الأمونيوم وكربونات الكالسيوم في وعاء لإنتاج كربونات الأمونيوم. الطريقة الصناعية لإنتاج أطنان من هذا الملح تتكون من تمرير ثاني أكسيد الكربون عبر عمود امتصاص يحتوي على محلول من الأمونيوم في الماء ، يليه التقطير.
الأبخرة التي تحتوي على الأمونيا وثاني أكسيد الكربون والماء تتكثف لتكوين بلورات كربونات الأمونيوم: 2NH 3 (g) + H 2 O (l) + CO 2 (g) → (NH 4) 2 CO 3 (s). في التفاعل ، ينتج حمض الكربونيك ، H 2 CO 3 ، بعد ذوبان ثاني أكسيد الكربون في الماء ، وهذا الحمض هو الذي يتخلى عن بروتونيه ، H + ، إلى جزيئين من الأمونيا.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
وهي مادة صلبة بيضاء بلورية عديمة اللون مع روائح ونكهات الأمونيا القوية. يذوب عند 58 درجة مئوية ، ويتحلل إلى أمونيا وماء وثاني أكسيد الكربون: بالضبط المعادلة الكيميائية السابقة ولكن في الاتجاه المعاكس.
ومع ذلك ، يحدث هذا التحلل في خطوتين: أولاً يتم إطلاق جزيء NH 3 ، مما ينتج عنه بيكربونات الأمونيوم (NH 4 HCO 3) ؛ وثانياً ، إذا استمر التسخين ، فإن الكربونات تطلق كميات أكبر من الأمونيا الغازية بشكل غير متناسب.
وهو مادة صلبة جدًا قابلة للذوبان في الماء وأقل قابلية للذوبان في الكحول. يشكل روابط هيدروجينية مع الماء ، وعندما يذوب 5 جرامات في 100 جرام من الماء ، فإنه يولد محلولًا أساسيًا برقم هيدروجيني حوالي 8.6.
تقاربها العالي للماء يجعلها مادة صلبة استرطابية (تمتص الرطوبة) ، وبالتالي يصعب العثور عليها في شكلها اللامائي. في الواقع ، شكله أحادي الماء ، (NH 4) 2 CO 3 · H 2 O) ، هو الأكثر شيوعًا على الإطلاق ويشرح كيف يحمل الملح غاز الأمونيا الذي يسبب الرائحة.
يتحلل في الهواء لتوليد بيكربونات الأمونيوم وكربونات الأمونيوم (NH 4 NH 2 CO 2).
التركيب الكيميائي
توضح الصورة العلوية التركيب الكيميائي لكربونات الأمونيوم. في المنتصف يوجد الأنيون CO 3 2 - المثلث المسطح ذو المركز الأسود والأشكال الكروية الحمراء ؛ وعلى جانبيها ، NH 4 + كاتيونات الأمونيوم ذات الأشكال الهندسية رباعية السطوح.
يتم تفسير هندسة أيون الأمونيوم من خلال تهجين sp 3 لذرة النيتروجين ، وترتيب ذرات الهيدروجين (الكرات البيضاء) حولها في شكل رباعي الوجوه. من بين الأيونات الثلاثة ، يتم إنشاء التفاعلات بواسطة روابط هيدروجينية (H 3 N-H- O-CO 2 2–).
بفضل هندسته، وCO احد 3 2- أنيون يمكن أن تشكل ما يصل الى ثلاثة روابط هيدروجينية. في حين NH 4 + الكاتيونات قد لا تكون قادرة على تشكيل روابط هيدروجينية أربعة يناظرها بسبب النفور كهرباء بين الشحنات الموجبة لها.
نتيجة كل هذه التفاعلات هي تبلور نظام تقويم العظام. لماذا هو رطب جدا وقابل للذوبان في الماء؟ الجواب في نفس الفقرة أعلاه: روابط الهيدروجين.
هذه التفاعلات هي المسؤولة عن امتصاص السريع للماء من الملح اللامائي إلى النموذج (NH 4) 2 CO 3 · H 2 O). ينتج عن هذا تغييرات في الترتيب المكاني للأيونات ، وبالتالي في التركيب البلوري.
الفضول البنيوي
وببساطة شكل (NH 4) 2 CO 3 ، فهي حساسة للغاية لتحولات لا حصر لها لدرجة أن هيكلها يمثل لغزًا يخضع للتركيب الحقيقي للمادة الصلبة. تختلف هذه البنية أيضًا وفقًا للضغوط التي تؤثر على البلورات.
وجد بعض المؤلفين أن الأيونات مرتبة كسلاسل مستوية مرتبطة بالهيدروجين (أي سلسلة ذات تسلسل NH 4 + -CO 3 2–…) حيث من المحتمل أن تكون جزيئات الماء بمثابة روابط للآخرين. السلاسل.
علاوة على ذلك ، في تجاوز السماء الأرضية ، كيف تبدو هذه البلورات في ظروف الفضاء أو بين النجوم؟ ما هي تركيباتهم من حيث استقرار الأنواع الكربونية؟ هناك دراسات تؤكد الاستقرار الكبير لهذه البلورات المحاصرة في كتل الجليد الكوكبية والمذنبات.
هذا يسمح لهم بالعمل كاحتياطيات من الكربون والنيتروجين والهيدروجين ، والتي ، عند تلقي الإشعاع الشمسي ، يمكن تحويلها إلى مواد عضوية مثل الأحماض الأمينية.
بعبارة أخرى ، يمكن أن تكون كتل الأمونيا المجمدة هذه حاملة لـ "العجلة التي تبدأ آلية الحياة" في الكون. لهذه الأسباب ، يتزايد اهتمامه بمجال علم الأحياء الفلكية والكيمياء الحيوية.
التطبيقات
يتم استخدامه كعامل تخمير ، لأنه عند تسخينه ينتج ثاني أكسيد الكربون وغازات الأمونيوم. كربونات الأمونيوم ، إذا صح التعبير ، مقدمة لمساحيق الخبز الحديثة ويمكن استخدامها لخبز ملفات تعريف الارتباط والخبز المسطح.
ومع ذلك ، لا ينصح به لخبز الكعك. نظرًا لسمك الكعك ، فإن غازات الأمونيوم محاصرة بالداخل وتنتج طعمًا غير سار.
يستخدم كطارد للبلغم ، أي أنه يخفف السعال عن طريق إزالة احتقان الشعب الهوائية. له تأثير مبيد للفطريات ، يستخدم لهذا السبب في الزراعة. وهو أيضًا منظم للحموضة الموجودة في الطعام ويستخدم في التخليق العضوي لليوريا تحت ظروف الضغط المرتفع والهيدانتوين.
المخاطر
كربونات الأمونيوم شديدة السمية. يسبب تهيجًا حادًا في تجويف الفم عند الإنسان عند التلامس.
بالإضافة إلى ذلك ، إذا تم تناوله فإنه يسبب تهيج المعدة. لوحظ إجراء مماثل في العيون المعرضة لكربونات الأمونيوم.
قد يؤدي استنشاق الغازات الناتجة عن تحلل الملح إلى تهيج الأنف والحلق والرئتين ، مما يؤدي إلى السعال وضيق التنفس.
التعرض الحاد للكلاب الصائمة لكربونات الأمونيوم بجرعة 40 مجم / كجم من وزن الجسم يسبب القيء والإسهال. الجرعات العالية من كربونات الأمونيوم (200 مجم / كجم من وزن الجسم) غالبًا ما تكون مميتة. يشار إلى أن تلف القلب هو سبب الوفاة.
إذا تم تسخينها إلى درجات حرارة عالية جدًا وفي هواء غني بالأكسجين ، فإنها تطلق غازات NO 2 السامة.
المراجع
- بوبكيم. (2018). كربونات الأمونيوم. تم الاسترجاع في 25 مارس 2018 ، من PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- بوابة الكيمياء العضوية. ((2009-2018)). رد فعل بوخرير بيرج. تم الاسترجاع في 25 مارس 2018 ، من بوابة الكيمياء العضوية: www.organic-chemistry.org
- كياما ، ريو ؛ Yanagimoto، Takao (1951) التفاعلات الكيميائية تحت ضغط عالٍ للغاية: تخليق اليوريا من كربونات الأمونيوم الصلبة. مراجعة الكيمياء الفيزيائية لليابان ، 21: 32-40
- Fortes ، AD ، Wood ، IG ، Alfè ، D. ، Hernández ، ER ، Gutmann ، MJ ، & Sparkes ، HA (2014). الهيكل ، الرابطة الهيدروجينية والتمدد الحراري لكربونات الأمونيوم أحادية الهيدرات. اكتا Crystallographica القسم ب ، العلوم الإنشائية ، هندسة الكريستال والمواد ، 70 (Pt6) ، 948-962.
- ويكيبيديا. (2018). كربونات الأمونيوم. تم الاسترجاع في 25 مارس 2018 ، من ويكيبيديا: en.wikipedia.org
- الشركة الكيميائية. (2018). الشركة الكيميائية. تم الاسترجاع في 25 مارس 2018 ، من The Chemical Company: thechemco.com