аммоний что это такое в химии

Что такое аммоний и где его используют

Содержание статьи

Аммоний – химическое вещество, образующееся в результате взаимодействия атомов азота и водорода (формула – NH4), активно использующееся в различных сферах деятельности человека. Аммоний обнаруживается в составе более сложных соединений и никогда в чистом виде. К таким соединениям относятся: хлорид аммония или нашатырь, при взаимодействии с водой образующий нашатырный спирт, сульфат аммония, аммоний ацетат, нитрат аммония.

В природе возникновение подобных соединений связано с вулканической активностью планеты, соли хлорида аммония присутствуют в почве и горных породах в местах разломов земной коры, в пещерах, вблизи часто извергающихся вулканов. Незначительное количество нашатыря образуется в процессе разложения продуктов жизнедеятельности животных. В промышленных масштабах аммоний получают в лабораторных условиях.

Использование аммония в промышленности

Сфера применения этого вещества чрезвычайно широка – от производства строительных материалов до пищевой промышленности.
Хлорид аммония получил название нашатыря, это вещество представляет собой белый мелкокристаллический порошок, хорошо растворимый в воде и не имеющий запаха, используется при производстве стали, в качестве удобрения в сельском хозяйстве, как лекарственный препарат, обладающий диуретическим действием, в медицине.

Сульфат аммония – это порошок без запаха и цвета, хорошо растворимый в воде и разлагающийся при нагревании до 250°С. Основные сферы применения: пищевая, химическая, горнодобывающая промышленность, производство кормов для животных, строительных материалов. Сульфат аммония обладает легким дезинфицирующим действием, используется в разработке вакцин.

Аммония ацетат – бесцветный или белый кристаллический порошок, получаемый при взаимодействии раствора аммиака с уксусной кислотой. Наиболее часто применяется в химической промышленности, при изготовлении и хранении изделий из кожи, в качестве консерванта при производстве некоторых продуктов питания.

Аммоний как пищевая добавка

Различные соединения аммония применяются в пищевой промышленности в качестве консерванта и пищевой добавки:
Е510 (хлорид аммония). Используется в основном в хлебобулочном производстве в качестве разрыхлителя теста, в пивоварении для ускорения процесса брожения пива. В ряде стран пищевая добавка Е510 запрещена, в России добавляется в дрожжи, приправы, соусы, мучные изделия.

Е517 (сульфат аммония). Применяется в качестве заменителя соли, эмульгатора, ускоряет процесс поднятия хлеба, улучшает качество муки, вещество разрешено к употреблению в пищу в России и странах ЕС.

Е264 (ацетат аммония). Способствует увеличению срока годности пищевых продуктов, предотвращает появление плесени, улучшает вкус, запрещен к употреблению в большинстве стран мира, в том числе в России.

Источник

Аммоний

Существует также короткоживущий свободный радикал аммония с формулой NH₄ [7] (см. Свободный аммоний).

Содержание

Диссоциация солей аммония

При диссоциации солей аммония в водных растворах образуется катион аммония, например:

Свойства солей аммония

Большинство солей аммония — бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и легко разлагающиеся при нагревании с выделением газов.

Аммониевые соли летучих кислот при нагревании разлагаются, выделяя газообразные продукты, которые при охлаждении вновь образуют соль:

Если соль образована нелетучей кислотой, то нагреванием можно удалить NH₃:

Реакция для обнаружения аммония

Реакция для обнаружения аммония — выделение аммиака при действии едких щелочей на соли аммония:

Широко используется для спектрофотометрического количественного анализа также реакция с реактивом Несслера.

Свободный аммоний

При попытке получения в свободном виде аммоний распадается на аммиак и водород. Однако при определенных условиях возможно выделение очень нестабильного свободного аммония NH₄. Впервые он был получен при восстановлении раствора хлорида аммония амальгамой натрия в виде тестообразной массы, выделяющей водород и аммиак. В дальнейшем его удалось получить в жидком аммиаке. Если действовать NH₄I на синий раствор металлического натрия в жидком аммиаке, то он обесцвечивается вследствие реакции по схеме:

Так как выделение водорода при этом не наблюдается и образовавшаяся бесцветная жидкость легко присоединяет иод (предположительно – по схеме: 2NH₄ + I₂ = 2NH₄I), весьма вероятно, что в ней содержится свободный радикал – NH₄. Заметное разложение последнего с выделением водорода начинает идти лишь выше минус 40 °C. [3]

Замещённые соединения аммония

Органические

Атомы водорода в аммонии могут быть замещены на органические радикалы. Существуют соединения одно-, двух-, трёх- и даже четырёхзамещённого аммония. Гидроксиды четырёхзамещённого аммония (например, гидроксид тетраметиламмония) могут быть выделены в свободном состоянии и являются намного более сильными щелочами, чем сам аммоний и его производные меньшей степени замещения.

Неорганические

См. также

Литература

Примечания

Полезное

Смотреть что такое «Аммоний» в других словарях:

АММОНИЙ — АММОНИЙ ( Αμμώνιος), сын Гермия (между 435 445 между 517 526, Александрия) представитель Александрийской школы неоплатонизма, преподаватель философии, не пренебрегавший геометрией и астрономией. Комментарии Аммония к Аристотелю пользовались… … Философская энциклопедия

АММОНИЙ — (лат. ammonium от греч. ammoniakon). Металлическое вещество, составляющее основание аммиака, представляет соединение 1 атома азота с 4 атомами водорода. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. АММОНИЙ лат.… … Словарь иностранных слов русского языка

Аммоний — я, муж. Стар. редк.Отч.: Аммониевич, Аммониевна.Производные: Моня.Происхождение: (От др. евр. ’amon искусный мастер, художник.)Именины: 23 янв., 8 февр., 10 сент., 14 сент., 17 сент., 17 окт. Словарь личных имён. Аммоний Посвященный Амону, егип.… … Словарь личных имен

АММОНИЙ — АММОНИЙ, аммония, мн. нет, муж. (см. аммониак). 1. Соединение азота и водорода, не встречающееся в свободном состоянии, а лишь как составная часть сложных соединений, напр. в нашатыре (хлористый аммоний) и др. (хим.). 2. То же, что углекислый… … Толковый словарь Ушакова

аммоний — нашатырь Словарь русских синонимов. аммоний сущ., кол во синонимов: 2 • нашатырь (6) • удо … Словарь синонимов

АММОНИЙ — NH4+, однозарядный катион. Входит в состав нитрата аммония NH4NO3, сульфата аммония. (NH4)2SO4 и др. солей аммония … Большой Энциклопедический словарь

АММОНИЙ — АММОНИЙ, я, муж. Не существующее в свободном виде соединение атомов азота и водорода, обладающее химическими свойствами металлов. | прил. аммониевый, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Аммоний — (NH+4) неорганический радикал; входит в молекулы многих химических соединений, в свободном виде не существует. Широко применяют соли А. (аммониевые соли). Гидроксид А. (гидроокись А.) NH4OH образуется при растворении аммиака в воде … Российская энциклопедия по охране труда

АММОНИЙ — АММОНИЙ, NH4, хим. радикал, не получающийся в свободном состоянии. Впервые Ампер (1817 г.) и затем Берцелиус указали, что соединение аммиака с водой следует рассматривать как водную окись металлоподоб ного соединения, как «сложный… … Большая медицинская энциклопедия

Источник

Аммоний

Еще со школьного курса химии мы имеем представление о том, что такое положительно- и отрицательно-заряженные ионы, называемые по-другому катионами и анионами, соответственно. Знаем и о том, что соли как класс соединений, сформированный катионами металлов и анионами кислотного остатка, получаются в ходе реакции обмена между кислотами и основаниями (щелочами). В зависимости от того, из каких ионов состоит соль, её свойства могут сильно отличаться, например, соли калия способны окрасить пламя в фиолетовый цвет, кальция – в кирпично-красный, а большинство солей натрия, в отличие от солей висмута, прекрасно растворимы в воде. Помимо вышеперечисленных, существуют соли, образованные катионом аммония – это ни что иное, как аммониевые соли, которые также отличаются своими уникальными и полезными свойствами.

Что такое аммоний?

Аммоний – это положительно заряженный ион (по-другому катион), геометрическая структура которого напоминает равносторонний тетраэдр с атомами водорода на вершинах и азотом, размещённым в центре треугольной пирамиды. Вступая во взаимодействие с отрицательно заряженными ионами (анионами), аммоний синтезирует соли и некоторые соединения, входящие в класс ониевых. Обнаружить свободный аммоний можно разными путями, и одним из них является химическая реакция замещения между раствором металлического натрия в аммиаке с йодидом аммония. В ходе данной реакции наблюдается обесцвечивание первоначального раствора. Это и объясняется выделением свободного аммония. Но чаще аммоний можно обнаружить, приведя во взаимодействие едкую щелочь с какой-либо солью аммония. Реакция проходит с выделением воды, соли, состав которой зависит от выбранных реактивов, и аммиака.

Химические свойства солей аммония

Чаще всего соли аммония – это бесцветные кристаллы, хорошо растворяющиеся в воде и легко распадающиеся при повышении температуры, выделяя газы. Одной из характеристик кислоты является её сила. Чем «сильнее» кислота, тем активнее она будет отдавать протоны молекулам растворителя. Конечная прочность зависит от силы исходной кислоты – чем она сильнее, тем более устойчивая получается соль аммония. Например, хлорид аммония, полученный из сильной хлороводородной кислоты, устойчив при условии комнатной температуры окружающей среды. Карбонат аммония же, полученный из слабой кислоты, в тех же условиях будет разлагаться.

Благодаря наличию восстановительных свойств катиона, аммоний используется при создании взрывчатых веществ, таких как аммонал.

Другие соединения аммония

Существует ряд органических и неорганических замещённых соединений аммония. Они образованы путем замены одного, двух, трёх или сразу четырёх атомов водорода на органические или неорганические радикалы. Стоит отметить, что самыми сильными щелочами является наиболее замещённые структуры, тогда как другие производные аммония более слабые. Так, например, тетраметиловый гидроксид аммония – сильное щелочное аммонийное соединение, полученное путём замены водорода на радикал CH3 или тетрафтораммоний – неорганическое соединение, являющееся аммонием, в котором все атомы водорода замещены фтором. Это устойчивое соединение является сильным окислителем.

Промышленное и хозяйственное применение аммония

Практически любому из нас известно средство первой помощи при обморочном состоянии или его предотвращении: ватку, смоченную в нашатыре, поднести к носу. Так вот, нашатырный спирт – это раствор на основе хлорида аммония, мелкого белого порошка. Хлорид аммония также встречается как пищевая добавка Е510 в производстве мучных изделий в качестве разрыхлителя и в пивоварении в качестве катализатора брожения.

Другое химическое соединение аммония – сульфат аммония – широко применяется в пищевой промышленности, горном деле, при производстве строительных материалов. Иногда он также используется в фармакологии при разработке вакцин в качестве дезинфицирующего средства, а также является пищевой добавкой – эмульгатором Е517, ускоряющим поднятие теста.

Ацетат аммония – кристаллический порошок, применяемый для долгосрочного хранения кожи и кожаных изделий, а также выступающий в некоторых странах в качестве пищевой добавки – консерванта Е264.

Приборы для измерения концентрации аммония в растворе

Высокая концентрация аммония в жидкости может привести к ряду негативных последствий при её использовании. Например, если увеличить концентрацию аммония в нашатырном спирте, то при его использовании можно травмировать дыхательные пути человека, вплоть до остановки дыхания. Во избежание этого при производстве содержащих аммоний растворов используют фотометры – приборы, способные измерять концентрацию конкретного соединения или элемента в растворе в зависимости от количества поглощённого раствором света.

Существует также титриметрический метод определения аммиака в растворе. Оценка концентрации аммиака происходит в результате реакции превращения его в эквивалентное количество хлорамина, концентрацию которого затем измеряет амперометрический датчик.

Источник

Соли аммония. Общая характеристика. Химические свойства.

Соли аммония.

Ион аммония образуется, когда аммиак, слабое основание, реагирует с кислотами Бренстеда (доноры протонов):

Таким образом, обработка концентрированных растворов солей аммония сильным основанием дает аммиак.

Когда аммиак растворяется в воде, его небольшое количество превращается в ионы аммония:

— если pH низкий, равновесие смещается вправо: больше молекул аммиака превращается в ионы аммония.

— если pH высокий, равновесие сдвигается влево: ион гидроксида отнимает протон от иона аммония, образуя аммиак.

Важно! Все соли аммония растворимы в воде, кроме гексахлороплатината аммония (раньше использовалось в качестве теста на NH₄ + )

Наибольшее значение среди солей аммония в промышленности имеют хлорид аммония (NH₄Cl), сульфат аммония ((NH₄)₂SO₄), нитрат аммония (NH₄NO₃), характеристики которых мы сегодня и пройдем.

Уровень опасности: раздражающее средство

3) С щелочами (Ме АІ):

4) С щелочами (Ме АІІ):

5) С нерастворимыми основаниями:

6) C основаниями (комплексообразующими):

8) С солями летучих кислот:

9) С оксидами малоактивных Ме:

10) С оксидами активных Ме:

Уровень опасности: окислитель, раздражающее средство, экологически опасен

Уровень опасности: окислитель (взрывчатое вещество), раздражающее вещество

NH₄NO ₃

Источник

Ион аммония (NH4 +) Формула, свойства и использование

Азот аммиака имеет пару неразделенных электронов, способных принимать протон (основание Льюиса), поэтому ион аммония образуется при протонировании аммиака в соответствии с реакцией: NH₃ + H + → NH₄ +

Аммоний также представляет собой замещенные замещенные амины или замещенные катионы аммония. Например, хлорид метиламмония представляет собой ионную соль формулы CH₃Нью-Гемпшир₄Cl, где хлорид-ион связан с метиламином.

Ион аммония обладает свойствами, очень похожими на более тяжелые щелочные металлы, и часто считается близким родственником. Ожидается, что аммоний будет вести себя как металл при очень высоких давлениях, например, внутри гигантских газовых планет, таких как Уран и Нептун.

Ион аммония играет важную роль в синтезе белков в организме человека. Короче говоря, все живые существа нуждаются в белках, которые образованы примерно 20 различными аминокислотами. В то время как растения и микроорганизмы могут синтезировать большинство аминокислот из азота в атмосфере, животные не могут.

Для человека некоторые аминокислоты вообще не могут быть синтезированы и должны потребляться как незаменимые аминокислоты..

Другие аминокислоты, однако, могут быть синтезированы микроорганизмами в желудочно-кишечном тракте с помощью ионов аммиака. Таким образом, эта молекула является ключевой фигурой в азотном цикле и в синтезе белков.

свойства

Растворимость и молекулярный вес

Ион аммония имеет молекулярную массу 18 039 г / моль и растворимость 10,2 мг / мл воды (Национальный центр биотехнологической информации, 2017). При растворении аммиака в воде ион аммония образуется по реакции:

Это увеличивает концентрацию гидроксила в среде, увеличивая рН раствора (Royal Society of Chemistry, 2015).

Кислотно-основные свойства

Ион аммония имеет pKb 9,25. Это означает, что при рН выше это значение будет иметь кислое поведение, а при более низком рН будет иметь основное поведение.

Например, при растворении аммиака в уксусной кислоте (рКа = 4,76) свободная электронная пара азота отбирает протон из среды, увеличивая концентрацию гидроксид-ионов в соответствии с уравнением:

Однако в присутствии сильного основания, такого как гидроксид натрия (pKa = 14,93), ион аммония дает протон в среду в соответствии с реакцией:

Нью-Гемпшир₄ + + NaOH ⇌ NH₃ + не доступно + + H₂О

В заключение, при рН ниже 9,25 азот будет протонироваться, а при рН выше этого значения он будет депротонирован. Это очень важно для понимания кривых титрования и понимания поведения таких веществ, как аминокислоты.

Соли аммония

Одним из наиболее характерных свойств аммиака является его способность соединяться непосредственно с кислотами с образованием солей в соответствии с реакцией:

Таким образом, с соляной кислотой образуется хлорид аммония (NH₄Cl); С азотной кислотой, аммиачной селитрой (NH₄НЕТ₃), с углекислотой образуется карбонат аммония ((NH₄)₂Колорадо₃) и т. д..

Было продемонстрировано, что совершенно сухой аммиак не будет сочетаться с идеально сухой соляной кислотой, а влажность необходима для реакции (VIAS Encyclopedia, 2004).

Самые простые соли аммония очень хорошо растворяются в воде. Исключением является гексахлороплатинат аммония, образование которого используется в качестве теста на аммоний. Соли нитрата аммония и особенно перхлората очень взрывоопасны, в этих случаях аммоний является восстановителем.

В необычном процессе ионы аммония образуют амальгаму. Такие виды получают электролизом раствора аммония с использованием ртутного катода. Эта амальгама в конечном итоге разлагается с выделением аммиака и водорода (Johnston, 2014).

Одной из наиболее распространенных солей аммония является гидроксид аммония, который просто растворяется в воде. Это соединение очень распространено и встречается в природе в окружающей среде (в воздухе, воде и почве) и у всех растений и животных, включая человека..

приложений

Аммоний является важным источником азота для многих видов растений, особенно тех, которые растут на гипоксических почвах. Тем не менее, он также токсичен для большинства видов сельскохозяйственных культур и редко применяется в качестве единственного источника азота (база данных, метаболом человека, 2017).

Азот (N), связанный с белками в мертвой биомассе, потребляется микроорганизмами и превращается в ионы аммония (NH4 +), которые могут непосредственно поглощаться корнями растений (например, рисом).

Ионы аммония обычно преобразуются в нитрит-ионы (NO2-) бактериями nitrosomonas с последующим повторным превращением в нитрат (NO3-) бактерий Nitrobacter..

Тремя основными источниками азота, используемыми в сельском хозяйстве, являются мочевина, аммоний и нитрат. Биологическое окисление аммония до нитрата известно как нитрификация. Этот процесс состоит из нескольких этапов и опосредуется автотрофными, обязательными аэробными бактериями..

В затопленных почвах окисление NH4 + ограничено. Мочевина разлагается под действием фермента уреазы или химически гидролизуется до аммиака и CO2.

На стадии аммонификации аммиак с помощью аммонизирующих бактерий превращается в ион аммония (NH4 +). На следующем этапе аммоний превращается нитрифицирующими бактериями в нитрат (нитрификация).

Эта форма, очень подвижный азот, чаще всего поглощается корнями растений, а также микроорганизмами в почве..

Чтобы замкнуть азотный цикл, газообразный азот в атмосфере преобразуется в азот биомассы бактериями ризобия, которые живут в корневых тканях бобовых (например, люцерны, гороха и бобов) и бобовых (таких как ольха) а также цианобактериями и азотобактерами (Sposito, 2011).

Через аммоний (NH4 +) водные растения могут поглощать и включать азот в белки, аминокислоты и другие молекулы. Высокие концентрации аммония могут увеличить рост водорослей и водных растений.

Гидроксид аммония и другие соли аммония широко используются в пищевой промышленности. Положения Управления по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) гласят, что гидроксид аммония является безопасным («общепризнанным безопасным» или GRAS) в качестве дрожжевого агента, средства контроля pH и отделочного агента. поверхностный в еде.

Список продуктов, в которых гидроксид аммония используется в качестве прямой пищевой добавки, обширен и включает выпечку, сыры, шоколад, другие кондитерские изделия (например, конфеты) и пудинги. Гидроксид аммония также используется в качестве антимикробного агента в мясных продуктах.

Аммиак в других формах (например, сульфат аммония, альгинат аммония) используется в приправах, изолятах соевого белка, закусках, джемах и желе, а также в безалкогольных напитках (ассоциация нитрата калия PNA, 2016).

Измерение содержания аммония используется в тесте RAMBO, особенно полезно при диагностике причины ацидоза (идентификатор теста: RAMBO Ammonium, Random, Urine, S.F.). Почка регулирует экскрецию кислоты и системный кислотно-щелочной баланс.

Изменение количества аммония в моче является важным способом для почек выполнить эту задачу. Измерение уровня аммония в моче может помочь понять причину изменения кислотно-щелочного баланса у пациентов..

Уровень аммония в моче может также предоставить много информации о ежедневной выработке кислоты у данного пациента. Так как большая часть кислотной нагрузки человека происходит из-за употребления в пищу белков, количество аммония в моче является хорошим показателем потребления белка в рационе..

Измерения содержания аммония в моче могут быть особенно полезны для диагностики и лечения пациентов с камнями в почках:

Тем не менее, поскольку цитрат метаболизируется в бикарбонат (основание), этот препарат также может повысить рН мочи. Если при обработке цитратом рН мочи слишком высок, риск возникновения фосфатных камней может быть непреднамеренно повышен.

Вы можете отслеживать влияние этой дозы на значения аммония, цитрата и рН мочи, а также корректировать дозу цитрата в зависимости от реакции. Падение аммония в моче должно указывать на то, достаточно ли текущего цитрата, чтобы частично (но не полностью) противодействовать ежедневной кислотной нагрузке этого пациента.

Источник