The ammonium karbonat adalah nitrogen garam bukan organik, ammoniacal khusus, formula kimia (NH 4 ) 2 CO 3 . Ia dibuat dengan kaedah sintetik, di antaranya penyerapan campuran ammonium sulfat dan kalsium karbonat menonjol: (NH 4 ) 2 SO 4 (s) + CaCO 3 (s) => (NH 4 ) 2 CO 3 (s) + CaSO 4 (s).
Secara amnya, garam amonium dan kalsium karbonat dipanaskan di dalam kapal untuk menghasilkan amonium karbonat. Kaedah perindustrian yang menghasilkan banyak garam ini terdiri daripada menyebarkan karbon dioksida melalui ruang penyerapan yang mengandungi larutan ammonium di dalam air, diikuti dengan penyulingan.
Wap yang mengandungi ammonia, karbon dioksida dan kondensasi air untuk membentuk kristal ammonium karbonat: 2NH 3 (g) + H 2 O (l) + CO 2 (g) → (NH 4 ) 2 CO 3 (s ). Dalam tindak balas tersebut, asid karbonik, H 2 CO 3 , dihasilkan setelah melarutkan karbon dioksida dalam air, dan asid inilah yang menyerahkan dua protonnya, H + , kepada dua molekul ammonia.
Sifat fizikal dan kimia
Ia adalah pepejal berwarna putih, kristal, tidak berwarna dengan bau dan perisa amonia yang kuat. Ia mencair pada suhu 58ºC, terurai menjadi amonia, air dan karbon dioksida: persamaan kimia sebelumnya tetapi pada arah yang bertentangan.
Walau bagaimanapun, penguraian ini berlaku dalam dua langkah: pertama molekul NH3 dilepaskan , menghasilkan ammonium bikarbonat (NH 4 HCO 3 ); dan kedua, jika pemanasan berterusan, karbonat tidak proporsional membebaskan lebih banyak ammonia gas.
Ia adalah pepejal yang sangat larut dalam air dan kurang larut dalam alkohol. Ini membentuk ikatan hidrogen dengan air, dan apabila 5 gram dilarutkan dalam 100 gram air, ia menghasilkan larutan asas dengan pH sekitar 8,6.
Minatnya yang tinggi untuk air menjadikannya pepejal hygroscopic (menyerap kelembapan), dan oleh itu sukar untuk mencarinya dalam bentuk anhidratnya. Sebenarnya, bentuk monohidratnya, (NH 4 ) 2 CO 3 · H 2 O), adalah yang paling umum dan menjelaskan bagaimana garam membawa gas ammonia, yang menyebabkan bau.
Di udara ia terurai untuk menghasilkan ammonium bikarbonat dan amonium karbonat (NH 4 NH 2 CO 2 ).
Struktur kimia
Gambar atas menggambarkan struktur kimia amonium karbonat. Di tengahnya adalah anion CO 3 2– , segitiga rata dengan pusat hitam dan sfera merah; dan di kedua sisinya, kation ammonium NH 4 + dengan geometri tetrahedral.
Geometri ion ammonium dijelaskan oleh hibridisasi sp 3 atom nitrogen, menyusun atom hidrogen (sfera putih) di sekelilingnya dalam bentuk tetrahedron. Di antara ketiga-tiga ion tersebut, interaksi dijalin oleh ikatan hidrogen (H 3 N-H- O-CO 2 2– ).
Berkat geometri, satu CO 3 2 - anion dapat membentuk tiga ikatan hidrogen; sementara kation NH 4 + mungkin tidak dapat membentuk empat ikatan hidrogen yang sepadan kerana tolakan elektrostatik antara cas positifnya.
Hasil dari semua interaksi ini adalah penghabluran sistem orthorhombik. Mengapa begitu hygroscopic dan larut dalam air? Jawapannya terdapat dalam perenggan yang sama di atas: ikatan hidrogen.
Interaksi ini bertanggungjawab untuk penyerapan air yang cepat dari garam anhidrat sehingga terbentuk (NH 4 ) 2 CO 3 · H 2 O). Ini menghasilkan perubahan dalam susunan spasial ion, dan akibatnya, dalam struktur kristal.
Rasa ingin tahu struktur
Sesederhana (NH 4 ) 2 CO 3 , sangat sensitif terhadap transformasi yang tak terhitung jumlahnya sehingga strukturnya menjadi misteri yang tertakluk kepada komposisi pepejal yang sebenarnya. Struktur ini juga berbeza mengikut tekanan yang mempengaruhi kristal.
Beberapa pengarang mendapati bahawa ion disusun sebagai rantai koplanar terikat hidrogen (iaitu rantai dengan urutan NH 4 + -CO 3 2– -…) di mana molekul air mungkin berfungsi sebagai penghubung dengan yang lain. rantai.
Selanjutnya, melampaui langit terestrial, seperti apa kristal ini dalam keadaan angkasa atau antarbintang? Apakah komposisi mereka dari segi kestabilan spesies karbonat? Terdapat kajian yang mengesahkan kestabilan kristal ini yang terperangkap dalam jisim dan komet ais planet.
Ini memungkinkan mereka bertindak sebagai simpanan karbon, nitrogen dan hidrogen, yang, menerima sinaran matahari, dapat diubah menjadi bahan organik seperti asam amino.
Dengan kata lain, blok amonia beku ini dapat menjadi pembawa "roda yang memulakan mesin kehidupan" di alam semesta. Atas sebab-sebab ini, minatnya dalam bidang astrobiologi dan biokimia semakin meningkat.
Permohonan
Ini digunakan sebagai agen pengacau, sejak dipanaskan menghasilkan gas karbon dioksida dan amonium. Ammonium karbonat adalah, jika anda mahu, pendahulu serbuk penaik moden dan boleh digunakan untuk memanggang kuki dan roti rata.
Walau bagaimanapun, tidak digalakkan untuk membakar kek. Oleh kerana ketebalan kek, gas ammonium terperangkap di dalam dan menghasilkan rasa yang tidak menyenangkan.
Ini digunakan sebagai ekspektoran, yaitu, melegakan batuk dengan menguraikan tiub bronkial. Ia mempunyai tindakan racun kulat, digunakan untuk alasan ini dalam pertanian. Ini juga merupakan pengatur keasidan yang terdapat dalam makanan dan digunakan dalam sintesis organik urea dalam keadaan tekanan tinggi, dan hidantoin.
Risiko
Amonium karbonat sangat toksik. Menghasilkan kerengsaan akut pada rongga mulut pada manusia yang bersentuhan.
Di samping itu, jika tertelan ia menyebabkan kerengsaan gastrik. Tindakan serupa diperhatikan pada mata yang terkena amonium karbonat.
Penyedutan gas dari penguraian garam dapat merengsakan hidung, tekak dan paru-paru, menyebabkan batuk dan gangguan pernafasan.
Pendedahan akut anjing puasa kepada amonium karbonat pada dos 40 mg / kg berat badan menyebabkan muntah dan cirit-birit. Dos amonium karbonat yang lebih tinggi (200 mg / kg berat badan) sering membawa maut. Kerosakan jantung ditunjukkan sebagai penyebab kematian.
Sekiranya dipanaskan hingga suhu yang sangat tinggi dan di udara yang diperkaya oksigen, ia akan mengeluarkan gas NO 2 toksik .
Rujukan
- PubChem. (2018). Ammonium Karbonat. Diakses pada 25 Mac 2018, dari PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Portal Kimia Organik. ((2009-2018)). Reaksi Bucherer-Bergs. Diakses pada 25 Mac 2018, dari Portal Kimia Organik: www.organic-chemistry.org
- Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Tindak balas kimia di bawah tekanan yang sangat tinggi: sintesis urea dari ammonium karbonat padat. Kajian Kimia Fizikal Jepun, 21: 32-40
- Fortes, AD, Wood, IG, Alfè, D., Hernández, ER, Gutmann, MJ, & Sparkes, HA (2014). Struktur, ikatan hidrogen dan pengembangan haba ammonium karbonat monohidrat. Acta Crystallographica Bahagian B, Sains Struktur, Kejuruteraan Kristal dan Bahan, 70 (Pt6), 948–962.
- Wikipedia. (2018). Ammonium karbonat. Diakses pada 25 Mac 2018, dari Wikipedia: en.wikipedia.org
- Syarikat Kimia. (2018). Syarikat Kimia. Diakses pada 25 Mac 2018, dari The Chemical Company: thechemco.com