Amonyum karbonat amonyak özel olarak bir inorganik tuz, azot, kimyasal formül (NH 4 ) 2 CO 3 . Amonyum sülfat ve kalsiyum karbonat karışımının süblimasyonunun öne çıktığı sentetik yöntemlerle yapılır: (NH 4 ) 2 SO 4 (s) + CaCO 3 (s) => (NH 4 ) 2 CO 3 (s) + CaSO 4 (s).
Genel olarak, amonyum karbonat üretmek için amonyum ve kalsiyum karbonat tuzları bir kapta ısıtılır. Bu tuzu tonlarca üreten endüstriyel yöntem, karbondioksiti suda amonyum çözeltisi içeren bir emme kolonundan geçirip ardından damıtmayı içerir.
Bir şekilde amonyum karbonat kristalleri amonyak, karbon dioksit ve su kondanse içeren buhar: 2NH 3 (g) + H 2 O (l) + CO 2 (g) → (NH 4 ) 2 CO 3 (ler ). Reaksiyonda karbonik asit, H 2 CO 3 , karbondioksitin suda çözülmesinden sonra üretilir ve iki protonu H + 'yı iki amonyak molekülüne veren bu asittir .
Fiziksel ve kimyasal özellikler
Güçlü amonyak kokuları ve tatları ile beyaz, kristalin, renksiz bir katıdır. 58ºC'de erir, amonyak, su ve karbondioksite ayrışır: tam olarak önceki kimyasal denklem, ancak ters yönde.
Bununla birlikte, bu bozunma iki adımda meydana gelir: NH ilk bir molekül 3 serbest amonyum bikarbonat (NH üreten 4 HCO 3 ); ve ikincisi, ısıtma devam ederse, karbonat orantısız bir şekilde daha da fazla gaz halinde amonyak açığa çıkarır.
Suda çok çözünür ve alkollerde daha az çözünür bir katıdır. Su ile hidrojen bağları oluşturur ve 100 gram suda 5 gram çözündüğünde pH'ı 8.6 civarında olan bazik bir çözelti oluşturur.
Suya olan yüksek afinitesi onu higroskopik bir katı yapar (nemi emer) ve bu nedenle susuz formunda bulmak zordur. Aslında, monohidratlı formu (NH 4 ) 2 CO 3 · H 2 O) en yaygın olanıdır ve tuzun kokuya neden olan amonyak gazını nasıl taşıdığını açıklar.
Havada, amonyum bikarbonat ve amonyum karbonat (NH 4 NH 2 CO 2 ) oluşturmak üzere ayrışır .
Kimyasal yapı
Üstteki resim, amonyum karbonatın kimyasal yapısını göstermektedir. Ortada anyon CO 3 2– , siyah merkezli ve kırmızı kürelere sahip düz üçgen; ve iki tarafında, dört yüzlü geometrili NH 4 + amonyum katyonları .
Amonyum iyonu geometrisi sp ile açıklanmaktadır 3 hibridizasyon tetrahedralin şeklinde etrafında hidrojen atomu (beyaz küreler) düzenlenmesi, nitrojen atomunun. Üç iyon arasında, etkileşimler hidrojen bağları (H 3 N-H-O-CO 2 2– ) tarafından oluşturulur.
Geometrisi sayesinde, tek bir CO 3 2– anyon üç adede kadar hidrojen bağı oluşturabilir; NH 4 + katyonları , pozitif yükleri arasındaki elektrostatik itmeler nedeniyle karşılık gelen dört hidrojen bağını oluşturamayabilir.
Tüm bu etkileşimlerin sonucu, ortorombik bir sistemin kristalleşmesidir. Suda neden bu kadar higroskopik ve çözünür? Cevap yukarıdaki aynı paragrafta: hidrojen bağları.
Bu etkileşimler (NH forma susuz tuz suyun hızlı emilim için sorumludur 4 ) 2 CO 3 -h 2 O). Bu, iyonların uzamsal düzeninde ve dolayısıyla kristal yapısında değişikliklere neden olur.
Yapısal merak
(NH 4 ) 2 CO 3 göründüğü kadar basit, sayısız dönüşüme karşı o kadar hassastır ki, yapısı katının gerçek bileşimine tabi bir gizemdir. Bu yapı da kristalleri etkileyen basınçlara göre değişiklik gösterir.
Bazı yazarlar, iyonların hidrojene bağlı eş düzlemli zincirler (yani, NH 4 + -CO 3 2– -… dizisine sahip bir zincir) olarak düzenlendiğini bulmuşlardır; burada su molekülleri muhtemelen diğerlerine bağlayıcı görevi görür. zincirler.
Dahası, karasal gökyüzünü aşan bu kristaller uzayda veya yıldızlararası koşullarda nasıldır? Karbonat türlerinin kararlılıkları açısından bileşimleri nelerdir? Gezegensel buz kütlelerinde ve kuyruklu yıldızlarda hapsolmuş bu kristallerin büyük kararlılığını doğrulayan çalışmalar var.
Bu, güneş radyasyonu alan amino asitler gibi organik malzemeye dönüştürülebilen karbon, nitrojen ve hidrojen rezervleri olarak hareket etmelerini sağlar.
Başka bir deyişle, bu donmuş amonyak blokları, kozmosta "yaşam mekanizmasını başlatan tekerleğin" taşıyıcıları olabilir. Bu nedenlerden dolayı astrobiyoloji ve biyokimya alanına ilgisi artıyor.
Uygulamalar
Kabartma maddesi olarak kullanılır, çünkü ısıtıldığında karbondioksit ve amonyum gazları üretir. Amonyum karbonat, modern kabartma tozlarının öncüsüdür ve kurabiye ve yassı ekmek pişirmek için kullanılabilir.
Ancak kek pişirmek için tavsiye edilmez. Keklerin kalınlığından dolayı amonyum gazları içeride kalır ve hoş olmayan bir tat oluşturur.
Balgam söktürücü olarak kullanılır, yani bronşiyal tüpleri tıkayarak öksürüğü giderir. Bu nedenle tarımda kullanılan mantar öldürücü etkiye sahiptir. Aynı zamanda gıdada bulunan bir asit düzenleyicisidir ve yüksek basınç koşulları altında ürenin ve hidantoinlerin organik sentezinde kullanılır.
Riskler
Amonyum karbonat oldukça toksiktir. Temas halinde insanlarda ağız boşluğunda akut tahrişe neden olur.
Ayrıca yutulması halinde mide tahrişine neden olur. Amonyum karbonata maruz kalan gözlerde de benzer bir etki gözlemlenir.
Tuzun ayrışmasından kaynaklanan gazların solunması burnu, boğazı ve ciğerleri tahriş ederek öksürüğe ve solunum sıkıntısına neden olabilir.
Aç köpeklerin 40 mg / kg vücut ağırlığı dozunda amonyum karbonata akut olarak maruz kalması kusma ve ishale neden olur. Daha yüksek amonyum karbonat dozları (200 mg / kg vücut ağırlığı) genellikle öldürücüdür. Ölüm nedeni olarak kalp hasarı belirtilir.
Çok yüksek sıcaklıklara ve oksijenle zenginleştirilmiş havada ısıtıldığında, toksik NO 2 gazları açığa çıkarır .
Referanslar
- Pubchem. (2018). Amonyum karbonat. 25 Mart 2018'de PubChem'den alındı: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Organik Kimya Portalı. ((2009-2018)). Bucherer-Bergs Reaksiyonu. 25 Mart 2018'de Organik Kimya Portalından alındı: www.organic-chemistry.org
- Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Ultra yüksek basınç altında kimyasal reaksiyonlar: katı amonyum karbonattan üre sentezi. Japonya Fiziksel Kimyasının İncelenmesi, 21: 32-40
- Fortes, AD, Wood, IG, Alfè, D., Hernández, ER, Gutmann, MJ ve Sparkes, HA (2014). Amonyum karbonat monohidratın yapısı, hidrojen bağı ve termal genleşmesi. Acta Crystallographica Bölüm B, Yapısal Bilim, Kristal Mühendisliği ve Malzemeler, 70 (Pt6), 948–962.
- Vikipedi. (2018). Amonyum karbonat. Wikipedia'dan 25 Mart 2018'de alındı: en.wikipedia.org
- The Chemical Company. (2018). The Chemical Company. The Chemical Company'den 25 Mart 2018'de alındı: thechemco.com