- Các tính chất vật lý và hóa học
- Cấu tạo hóa học
- Sự tò mò về cấu trúc
- Các ứng dụng
- Rủi ro
- Người giới thiệu
Các cacbonat amoni là một nitơ muối vô cơ, amoniac đặc biệt, công thức hóa học (NH 4 ) 2 CO 3 . Nó được tạo ra bằng phương pháp tổng hợp, trong đó nổi bật là sự thăng hoa của hỗn hợp amoni sunfat và canxi cacbonat: (NH 4 ) 2 SO 4 (s) + CaCO 3 (s) => (NH 4 ) 2 CO 3 (s) + CaSO 4 (s).
Nói chung, muối amoni và canxi cacbonat được đun nóng trong một bình để tạo ra amoni cacbonat. Phương pháp công nghiệp tạo ra hàng tấn muối này bao gồm cho khí cacbonic đi qua cột hấp thụ có chứa dung dịch amoni trong nước, sau đó là chưng cất.
Hơi chứa amoniac, cacbon đioxit và nước ngưng tụ tạo thành tinh thể amoni cacbonat: 2NH 3 (g) + H 2 O (l) + CO 2 (g) → (NH 4 ) 2 CO 3 (s ). Trong phản ứng, axit cacbonic, H 2 CO 3 , được tạo ra sau khi hòa tan cacbon đioxit trong nước, và chính axit này nhường hai proton của nó, H + , cho hai phân tử amoniac.
Các tính chất vật lý và hóa học
Nó là một chất rắn màu trắng, kết tinh, không màu, có mùi và vị amoniac mạnh. Nó nóng chảy ở 58ºC, phân hủy thành amoniac, nước và carbon dioxide: chính xác là phương trình hóa học trước đó nhưng theo hướng ngược lại.
Tuy nhiên, sự phân hủy này xảy ra theo hai bước: đầu tiên một phân tử NH 3 được giải phóng , tạo ra amoni bicacbonat (NH 4 HCO 3 ); và thứ hai, nếu tiếp tục đun nóng, cacbonat không cân xứng giải phóng amoniac ở dạng khí hơn nữa.
Nó là một chất rắn rất hòa tan trong nước và ít hòa tan trong rượu. Nó tạo liên kết hydro với nước, và khi hòa tan 5 gam trong 100 gam nước, nó tạo ra dung dịch bazơ có độ pH khoảng 8,6.
Ái lực cao của nó với nước làm cho nó trở thành một chất rắn hút ẩm (hút ẩm), và do đó rất khó tìm thấy nó ở dạng khan. Trên thực tế, dạng monohydrat của nó, (NH 4 ) 2 CO 3 · H 2 O), là dạng phổ biến nhất và giải thích cách muối mang theo khí amoniac, gây ra mùi.
Trong không khí, nó bị phân hủy tạo ra amoni bicacbonat và amoni cacbonat (NH 4 NH 2 CO 2 ).
Cấu tạo hóa học
Hình ảnh trên minh họa cấu trúc hóa học của amoni cacbonat. Ở giữa là anion CO 3 2– , tam giác phẳng có tâm màu đen và các hình cầu màu đỏ; và trên hai mặt của nó, các cation amoni NH 4 + có dạng hình học tứ diện.
Dạng hình học của ion amoni được giải thích bằng sự lai hóa sp 3 của nguyên tử nitơ, sắp xếp các nguyên tử hiđro (các hình cầu màu trắng) xung quanh nó dưới dạng một tứ diện. Trong số ba ion, tương tác được thiết lập bằng liên kết hydro (H 3 N-H- O-CO 2 2– ).
Nhờ dạng hình học của nó, một anion CO 3 2– có thể tạo thành tối đa ba liên kết hydro; trong khi các cation NH 4 + có thể không tạo được bốn liên kết hydro tương ứng do lực đẩy tĩnh điện giữa các điện tích dương của chúng.
Kết quả của tất cả những tương tác này là sự kết tinh của một hệ thống trực thoi. Tại sao nó hút ẩm và hòa tan trong nước? Câu trả lời là trong đoạn văn trên: liên kết hydro.
Những tương tác này là nguyên nhân dẫn đến sự hấp thụ nước nhanh chóng từ muối khan để tạo thành (NH 4 ) 2 CO 3 · H 2 O). Điều này dẫn đến những thay đổi trong sự sắp xếp không gian của các ion, và do đó, trong cấu trúc tinh thể.
Sự tò mò về cấu trúc
Nhìn đơn giản như (NH 4 ) 2 CO 3 , nó rất nhạy cảm với vô số sự biến đổi đến mức cấu trúc của nó là một bí ẩn đối với thành phần thực sự của chất rắn. Cấu trúc này cũng thay đổi tùy theo áp suất ảnh hưởng đến tinh thể.
Một số tác giả đã phát hiện ra rằng các ion được sắp xếp dưới dạng chuỗi đồng phẳng liên kết hydro (tức là chuỗi có trình tự NH 4 + -CO 3 2– -…) trong đó các phân tử nước có thể đóng vai trò là chất liên kết với các phân tử khác. dây chuyền.
Hơn nữa, vượt qua bầu trời trái đất, những tinh thể này như thế nào trong điều kiện không gian hoặc giữa các vì sao? Thành phần của chúng về tính ổn định của các loại cacbonat là gì? Có những nghiên cứu xác nhận sự ổn định tuyệt vời của những tinh thể này bị mắc kẹt trong các khối băng hành tinh và sao chổi.
Điều này cho phép chúng hoạt động như nguồn dự trữ cacbon, nitơ và hydro, nhận bức xạ mặt trời, có thể chuyển hóa thành vật chất hữu cơ như axit amin.
Nói cách khác, những khối amoniac đông lạnh này có thể là vật mang "bánh xe khởi động máy móc sự sống" trong vũ trụ. Vì những lý do này, ông ngày càng quan tâm đến lĩnh vực sinh học thiên văn và hóa sinh.
Các ứng dụng
Nó được sử dụng làm chất tạo men, vì khi đun nóng nó tạo ra khí cacbonic và amoni. Amoni cacbonat, nếu bạn muốn, là tiền thân của bột làm bánh hiện đại và có thể được sử dụng để nướng bánh quy và bánh mì dẹt.
Tuy nhiên, nó không được khuyến khích để nướng bánh. Do độ dày của bánh, các khí amoni bị giữ lại bên trong và tạo ra mùi vị khó chịu.
Nó được sử dụng như một loại thuốc long đờm, tức là làm giảm ho bằng cách làm thông các ống phế quản. Nó có tác dụng diệt nấm, được sử dụng vì lý do này trong nông nghiệp. Nó cũng là một chất điều chỉnh độ axit có trong thực phẩm và được sử dụng trong quá trình tổng hợp hữu cơ urê ở điều kiện áp suất cao và của hydantoin.
Rủi ro
Amoni cacbonat có độc tính cao. Gây kích ứng cấp tính khoang miệng ở người khi tiếp xúc.
Ngoài ra, nếu ăn vào sẽ gây kích ứng dạ dày. Một hành động tương tự cũng được quan sát thấy khi mắt tiếp xúc với amoni cacbonat.
Hít phải khí từ sự phân hủy của muối có thể gây kích ứng mũi, họng và phổi, gây ho và suy hô hấp.
Phơi nhiễm cấp tính của chó lúc đói với amoni cacbonat với liều 40 mg / kg thể trọng gây nôn mửa và tiêu chảy. Liều cao hơn của amoni cacbonat (200 mg / kg thể trọng) thường gây chết người. Một tổn thương tim được coi là nguyên nhân gây tử vong.
Nếu nung đến nhiệt độ rất cao và trong không khí có nhiều oxi thì nó giải phóng ra khí NO 2 rất độc .
Người giới thiệu
- PubChem. (2018). Amoni cacbonat. Được truy cập vào ngày 25 tháng 3 năm 2018, từ PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Cổng thông tin Hóa học hữu cơ. ((2009-2018)). Phản ứng Bucherer-Bergs. Truy cập ngày 25 tháng 3 năm 2018, từ Cổng thông tin Hóa học Hữu cơ: www.organic-chemistry.org
- Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Phản ứng hóa học dưới áp suất cực cao: tổng hợp urê từ amoni cacbonat rắn. Đánh giá về Hóa lý của Nhật Bản, 21: 32-40
- Fortes, AD, Wood, IG, Alfè, D., Hernández, ER, Gutmann, MJ và Sparkes, HA (2014). Cấu tạo, liên kết hydro và sự nở vì nhiệt của amoni cacbonat monohydrat. Acta Crystallographica Phần B, Khoa học Cấu trúc, Kỹ thuật Tinh thể và Vật liệu, 70 (Pt6), 948–962.
- Wikipedia. (2018). Amoni cacbonat. Truy cập ngày 25 tháng 3 năm 2018, từ Wikipedia: en.wikipedia.org
- Công ty Hóa chất. (2018). Công ty Hóa chất. Được lấy vào ngày 25 tháng 3 năm 2018, từ Công ty Hóa chất: thechemco.com