AMMONIUM HIDROKSIDA: STRUKTUR, SIFAT DAN KEGUNAANNYA - KIMIA - 2025

The ammonium hidroksida adalah sebatian formula molekul NH ₄ OH atau H ₅ NO dihasilkan oleh pembubaran ammonia gas (NH ₃ ) di dalam air. Atas sebab ini, ia dipanggil air amonia atau ammonia cair.

Ini adalah cairan tanpa warna dengan bau yang sangat kuat dan tajam, yang tidak dapat diasingkan. Ciri-ciri ini secara langsung berkaitan dengan kepekatan NH ₃ larut dalam air; kepekatan yang sebenarnya, sebagai gas, dapat merangkumi sejumlah besar larut dalam sejumlah kecil air.

Sumber: Gabriel Bolívar

Sebahagian jauh kecil ini penyelesaian akueus terdiri daripada NH ₄ ⁺ kation dan OH ^- anion . Sebaliknya, dalam larutan yang sangat cair atau dalam pepejal beku pada suhu yang sangat rendah, ammonia boleh didapati dalam bentuk hidrat, seperti: NH ₃ ∙ H ₂ O, 2NH ₃ ∙ H ₂ O dan NH ₃ ∙ 2H ₂ O.

Sebagai fakta yang ingin tahu, awan Musytari terdiri dari larutan cair ammonium hidroksida. Walau bagaimanapun, penyelidikan ruang angkasa Galileo gagal menemui air di awan planet ini, yang diharapkan kerana pengetahuan yang kita miliki mengenai pembentukan amonium hidroksida; iaitu, mereka adalah kristal NH ₄ OH yang benar - benar anhidrat.

Ion amonium (NH ₄ ⁺ ) dihasilkan dalam lumen tubular renal oleh penyatuan amonia dan hidrogen, yang dirembeskan oleh sel-sel tubular ginjal. Juga, ammonium dihasilkan dalam sel tubular ginjal dalam proses transformasi glutamin menjadi glutamat, dan seterusnya, dalam penukaran glutamat menjadi α-ketoglutarate.

Amonia dihasilkan secara industri dengan kaedah Haber-Bosch, di mana gas nitrogen dan hidrogen bertindak balas; menggunakan ion ferrik, aluminium oksida dan kalium oksida sebagai pemangkin. Tindak balas dijalankan pada tekanan tinggi (150 - 300 atmosfera) dan suhu tinggi (400 -500 ºC), dengan hasil 10 -20%.

Amonia dihasilkan dalam tindak balas, yang apabila mengoksidasi menghasilkan nitrit dan nitrat. Ini penting dalam memperoleh asid nitrik dan baja seperti amonium nitrat.

Struktur kimia

Seperti yang dinyatakan dalam definisi, ammonium hidroksida terdiri daripada larutan gas ammonia berair. Oleh itu, di dalam cecair, tidak ada ditakrifkan struktur lain berbanding dengan susunan rawak NH ₄ ⁺ dan OH ^- ion solvated oleh molekul air.

Ion amonium dan hidroksil adalah produk keseimbangan hidrolisis dalam amonia, jadi penyelesaian bagi larutan ini mempunyai bau yang menyakitkan:

NH ₃ (g) + H ₂ O (l) <=> NH ₄ ⁺ (aq) + OH ^- (aq)

Menurut persamaan kimia, penurunan kepekatan air yang tinggi akan mengubah keseimbangan kepada pembentukan lebih banyak amonia; iaitu, semasa amonium hidroksida dipanaskan, wap ammonia akan dibebaskan.

Atas sebab ini, NH ₄ ⁺ dan OH ^- ion gagal untuk membentuk kristal di bawah keadaan daratan, yang cara yang asas yang kukuh NH ₄ OH tidak wujud.

Pepejal tersebut hanya boleh terdiri daripada ion yang berinteraksi secara elektrostatik (seperti yang dilihat dalam gambar).

Ais amonia

Namun, di bawah suhu di bawah 0ºC, dan dikelilingi oleh tekanan yang sangat besar, seperti yang berlaku di teras bulan beku, amonia dan pembekuan air. Dengan berbuat demikian, mereka mengkristal menjadi campuran pepejal dengan pelbagai nisbah stoikiometrik, yang paling sederhana ialah NH ₃ ∙ H ₂ O: amonia monohidrat.

NH ₃ ∙ H ₂ O dan NH ₃ ∙ 2H ₂ O adalah ais ammonia, kerana pepejal terdiri daripada susunan kristal molekul air dan ammonia yang dihubungkan oleh ikatan hidrogen.

Memandangkan perubahan T dan P, menurut kajian komputasi yang mensimulasikan semua pemboleh ubah fizikal dan kesannya pada es ini, peralihan berlaku dari fasa NH ₃ ∙ nH ₂ O ke fasa NH ₄ OH.

Oleh itu, hanya dalam keadaan melampau ini, NH ₄ OH dapat wujud sebagai produk protonasi dalam ais antara NH ₃ dan H ₂ O:

NH ₃ (s) + H ₂ O <=> NH ₄ OH (s)

Perhatikan bahawa kali ini, tidak seperti hidrolisis amonia, spesies yang terlibat dalam fasa pepejal. Ais ammonia yang berubah menjadi masin tanpa pelepasan ammonia.

Sifat fizikal dan kimia

Formula molekul

NH ₄ OH atau H ₅ NO

Berat molekul

35.046 g / mol

Penampilan

Ia adalah cecair yang tidak berwarna.

Penumpuan

Sehingga kira-kira 30% (untuk NH ₄ ⁺ dan OH ^- ion ).

Bau

Sangat kuat dan tajam.

Rasa

Ekar.

Nilai ambang

34 ppm untuk pengesanan bukan spesifik.

Takat didih

38 ° C (25%).

Keterlarutan

Ia hanya wujud dalam larutan berair.

Keterlarutan air

Tidak dapat dicampur dalam bahagian yang tidak terhad.

Ketumpatan

0.90 g / cm ³ pada 25 ° C.

Ketumpatan wap

Hubungan dengan udara yang diambil sebagai kesatuan: 0.6. Iaitu, lebih padat daripada udara. Walau bagaimanapun, secara logiknya nilai yang dilaporkan merujuk kepada ammonia sebagai gas, bukan untuk larutan berairnya atau NH ₄ OH.

Tekanan wap

2,160 mmHg pada 25 ° C.

Tindakan menghakis

Ia mampu melarutkan zink dan tembaga.

pH

11.6 (penyelesaian 1N); 11.1 (larutan 0.1 N ) dan 10.6 (larutan 0.01 N).

Pemalar pemisah

pKb = 4.767; Kb = 1.71 x 10 ^-5 pada 20 ºC

pKb = 4.751; Kb = 1,774 x 10 ^-5 pada 25 º C.

Meningkatkan suhu hampir tidak dapat dilihat akan meningkatkan asas amonium hidroksida.

Tatanama

Apakah semua nama biasa dan rasmi untuk NH ₄ OH? Menurut apa yang dibentuk oleh IUPAC, namanya adalah ammonium hidroksida kerana mengandungi hidroksil anion.

Ammonium, kerana caj +1, adalah monovalen, jadi dengan menggunakan nomenklatur Saham dinamakan sebagai: ammonium hidroksida (I).

Walaupun penggunaan istilah amonium hidroksida secara teknikalnya tidak betul, kerana sebatian tersebut tidak dapat diasingkan (sekurang-kurangnya tidak di Bumi, seperti yang dijelaskan secara terperinci di bahagian pertama).

Juga, amonium hidroksida disebut air amonia dan ammonia cair.

Keterlarutan

NH ₄ OH tidak wujud sebagai garam dalam keadaan terestrial, tidak dapat diperkirakan seberapa larutnya dalam pelarut yang berbeza.

Namun, diharapkan larut dalam air, karena pembubarannya akan mengeluarkan sejumlah besar NH ₃ . Secara teorinya, ini akan menjadi kaedah yang menakjubkan untuk menyimpan dan mengangkut ammonia.

Dalam pelarut lain yang mampu menerima ikatan hidrogen, seperti alkohol dan amina, mungkin diharapkan ia juga sangat larut di dalamnya. Di sini kation NH ₄ ⁺ adalah penderma ikatan hidrogen, dan OH ^- berfungsi sebagai kedua-duanya.

Contoh interaksi ini dengan metanol ialah: H ₃ N ⁺ -H - OHCH ₃ dan HO ^- - HOCH ₃ (OHCH ₃ menunjukkan bahawa oksigen menerima ikatan hidrogen, bukan bahawa kumpulan metil dihubungkan dengan H).

Risiko

-Kontak dengan mata menyebabkan kegatalan yang boleh menyebabkan kerosakan mata.

-Ia menghakis. Oleh itu, jika bersentuhan dengan kulit, ia boleh menyebabkan kerengsaan dan pada reagen yang berkonsentrasi tinggi, ia menyebabkan kulit terbakar. Sentuhan berulang kali ganda amonium hidroksida dengan kulit boleh menyebabkannya kering, gatal, dan merah (dermatitis).

- Penyedutan semburan ammonium hidroksida boleh menyebabkan kerengsaan akut pada saluran pernafasan, yang dicirikan oleh sesak nafas, batuk atau sesak nafas. Pendedahan bahan yang berpanjangan atau berulang boleh mengakibatkan jangkitan bronkus berulang. Juga, penyedutan ammonium hidroksida boleh menyebabkan kerengsaan paru-paru.

-Pendedahan kepada kepekatan tinggi amonium hidroksida boleh menjadi keadaan kecemasan perubatan, kerana penumpukan cairan di paru-paru (edema paru) mungkin berlaku.

-Konsentrasi 25 ppm telah diambil sebagai had pendedahan, dalam pergeseran kerja 8 jam, di persekitaran di mana pekerja terdedah kepada tindakan berbahaya amonium hidroksida.

Kereaktifan

-Selain dari potensi kerosakan pada kesihatan akibat terkena amonium hidroksida, ada langkah berjaga-jaga lain yang mesti diambil kira semasa bekerja dengan bahan tersebut.

-Amonium hidroksida boleh bertindak balas dengan banyak logam, seperti: perak, tembaga, plumbum dan zink. Ia juga bertindak balas dengan garam logam ini untuk membentuk sebatian letupan dan melepaskan gas hidrogen; yang seterusnya, mudah terbakar dan mudah meletup.

-Ia boleh bertindak balas dengan kuat dengan asid kuat, contohnya: asid hidroklorik, asid sulfurik dan asid nitrik. Ia juga bertindak balas dengan cara yang sama dengan dimetil sulfat dan halogen.

-Bereaksi dengan asas kuat, seperti natrium hidroksida dan kalium hidroksida, menghasilkan ammonia gas. Ini boleh disahkan dengan memerhatikan keseimbangan dalam penyelesaian, di mana penambahan OH ^- ion beralih keseimbangan kepada pembentukan NH ₃ .

- Logam tembaga dan aluminium, serta logam tergalvani lain, tidak boleh digunakan ketika mengendalikan amonium hidroksida, kerana tindakannya yang menghakis pada mereka.

Permohonan

Dalam makanan

-Ia digunakan sebagai bahan tambahan dalam banyak makanan di mana ia bertindak sebagai agen pengacau, pengawalan pH dan agen penamat untuk permukaan makanan.

-Senarai makanan di mana amonium hidroksida digunakan banyak dan merangkumi makanan panggang, keju, coklat, gula-gula dan puding.

-Amonium hidroksida diklasifikasikan sebagai bahan tidak berbahaya oleh FDA untuk pemprosesan makanan, selagi standard yang ditetapkan dipatuhi.

-Dalam produk daging ia digunakan sebagai agen antimikroba, dapat menghilangkan bakteria seperti E. coli, mengurangkannya ke tahap yang tidak dapat dikesan. Bakteria ini terdapat di dalam usus ternak, menyesuaikan diri dengan persekitaran yang berasid. Dengan mengatur pH, amonium hidroksida menghalang pertumbuhan bakteria.

Terapi

-Amonium hidroksida mempunyai beberapa kegunaan terapeutik, termasuk:

-Penyelesaian 10% digunakan sebagai perangsang refleks pernafasan

- Secara luaran ia digunakan pada kulit untuk rawatan gigitan dan gigitan serangga. - Ia berfungsi dalam sistem pencernaan sebagai antasid dan karminatif, iaitu membantu menghilangkan gas.

Di samping itu, ia digunakan sebagai rubefacient topikal untuk kesakitan muskuloskeletal akut dan kronik. Akibat daripada tindakan rubefacient amonium hidroksida, terdapat peningkatan aliran darah, kemerahan dan kerengsaan tempatan.

Perindustrian dan Pelbagai

-Ia bertindak dalam pengurangan NOx (gas yang sangat reaktif seperti nitrik oksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO ₂ )) untuk pelepasan bateri dan pengurangan NOx dalam pelepasan cerobong.

-Ia digunakan sebagai plasticizer; bahan tambahan untuk cat dan untuk merawat permukaan.

-Meningkatkan keliangan rambut membolehkan pigmen pewarna mempunyai penembusan yang lebih besar, yang mencapai kemasan yang lebih baik.

-Amonium hidroksida digunakan sebagai agen antimikroba dalam rawatan air sisa. Di samping itu, ia terlibat dalam sintesis kloramin. Bahan ini memenuhi fungsi yang serupa dengan klorin dalam pemurnian air kolam renang, mempunyai kelebihan menjadi kurang toksik.

-Ia digunakan sebagai penghambat kakisan dalam proses penapisan minyak.

-Ia digunakan sebagai agen pembersih dalam berbagai produk industri dan komersial, digunakan pada berbagai permukaan, termasuk: keluli tahan karat, porselin, kaca dan oven.

-Selain itu, ia digunakan dalam pengeluaran bahan pencuci, sabun, farmasi dan dakwat.

Dalam bidang pertanian

Walaupun ia tidak diberikan secara langsung sebagai baja, amonium hidroksida melakukan ini. Amonia dihasilkan dari nitrogen atmosfera dengan kaedah Haber-Bosch dan diangkut secara sejuk di bawah takat didihnya (-33 ºC) ke tempat penggunaan.

Amonia bertekanan disuntikkan, dalam bentuk wap, ke dalam tanah di mana ia segera bertindak balas dengan air edaphic dan masuk ke dalam bentuk ammonia (NH ₄ ⁺ ), yang disimpan di tempat pertukaran kation tanah. Di samping itu, ammonium hidroksida dihasilkan. Sebatian ini adalah sumber nitrogen.

Bersama dengan fosforus dan kalium, nitrogen merupakan triad nutrien tumbuhan utama yang penting untuk pertumbuhannya.

Rujukan

1. Ganong, WF (2002) .Fisiologi Perubatan. Edisi ke-19. Manual Pengarang Moderno.
2. AD Fortes, JP Brodholt, IG Wood, dan L. Vocadlo. (2001). Ab initio simulasi amonia monohidrat (NH ₃ ∙ H ₂ O) dan ammonium hidroksida (NH ₄ OH). Institut Fizik Amerika. J. Chem. Phys., Jilid 115, No.15, 15.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (6 Februari 2017). Fakta Ammonium Hidroksida. Dipulihkan dari: thinkco.com
4. Kumpulan Pochteca. (2015). Ammonium hidroksida. pochteca.com.mx
5. Kesihatan NJ. (sf). Lembaran Fakta mengenai Bahan Berbahaya: Ammonium Hydroxide. . Dipulihkan dari: nj.gov
6. Pelajar Kimia. (2018). Ammonium Hidroksida. Dipulihkan dari: chemistrylearner.com
7. PubChem. (2018). Ammonium Hidroksida. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov