的氢氧化铵是分子式NH的化合物4 OH或H 5由气体氨的溶解(NH产生的NO 3,在水中)。因此,称为氨水或液氨。
它是一种无色液体,具有强烈的尖锐气味,不可分离。这些特性与水中溶解的NH 3浓度直接相关。实际上是一种气体的浓度,可以包含溶解在少量水中的大量气体。
资料来源:GabrielBolívar
这些水溶液的相当小的部分是由NH的4个+阳离子和OH -的阴离子。 NH:在另一方面,在非常稀的溶液或在非常低的温度的冷冻固体,氨可以以水合物,例如的形式发现3 ∙ħ 2 O,2NH 3 ∙ħ 2 O和NH 3 ∙2H 2 O.
奇怪的是,木星的云是由稀氢氧化铵溶液组成的。然而,伽利略号太空探测器未能在行星的云层中找到水,这是可以预料的,这是由于我们对氢氧化铵的形成有所了解。也就是说,它们完全是无水的NH 4 OH 晶体。
铵离子(NH 4 +)是由肾小管细胞分泌的氨和氢的结合在肾小管腔中产生的。同样,在谷氨酰胺转化为谷氨酸的过程中,进而在谷氨酸转化为α-酮戊二酸的过程中,在肾小管细胞中产生铵。
氨是通过哈伯-博世(Haber-Bosch)方法在工业上生产的,在该方法中,氮气和氢气发生反应;使用铁离子,氧化铝和氧化钾作为催化剂。该反应在高压(150-300个大气压)和高温(400 -500ºC)下进行,收率为10 -20%。
反应中会产生氨,氧化时会生成亚硝酸盐和硝酸盐。这些对于获得硝酸和肥料(如硝酸铵)至关重要。
化学结构
顾名思义,氢氧化铵由氨气的水溶液组成。因此,在液体中,不存在定义比NH的随机排列的其他结构4 +和OH -被水分子溶剂化的离子。
铵和氢氧根离子是氨中水解平衡的产物,因此这些溶液通常具有刺激性气味:
NH 3(G)+ H 2 O(升)<=> NH 4 +(水溶液)+ OH - (水溶液)
根据化学方程式,水浓度的大幅降低会将平衡转移到更多氨的形成上。即,随着氢氧化铵的加热,氨蒸气将被释放。
出于这个原因,NH 4 +和OH -离子不能形成地面条件下,这意味着该固体碱NH下的晶体4 OH不存在。
所述固体应该仅由静电相互作用的离子组成(如图所示)。
氨冰
但是,在远低于0ºC的温度下,周围有巨大的压力,例如在冻结的月球核心中普遍存在的压力,氨和水会冻结。这样,它们就会结晶成各种化学计量比的固体混合物,最简单的是NH 3 ∙H 2 O:一水合氨。
NH 3 ∙H 2 O和NH 3 ∙2H 2 O是氨冰,因为固体由水和通过氢键连接的氨分子的晶体排列组成。
根据模拟所有物理变量及其对这些冰的影响的计算研究,给定T和P的变化,就会发生从NH 3 ∙nH 2 O相到NH 4 OH 相的转变。
因此,仅在这些极端条件下,NH 4 OH才能作为质子化的产物存在于NH 3和H 2 O 之间的冰中:
NH 3(s)+ H 2 O(s)<=> NH 4 OH(s)
注意这次,与氨水解不同,所涉及的物质处于固相中。氨冰变咸而没有释放出氨。
物理和化学特性
分子式
NH 4 OH或H 5 NO
分子量
35.046克/摩尔
出现
它是无色液体。
浓度
至多约30%(对于NH 4 +和OH -离子)。
气味
非常结实而锋利。
味道
英亩。
门槛值
非特异性检测为34 ppm。
沸点
38°C(25%)。
溶解度
它仅以水溶液形式存在。
水溶性
可无限混合。
密度
在25°C下为0.90 g / cm 3
蒸气密度
相对于空气:0.6。也就是说,它的密度小于空气。但是,从逻辑上讲,报告的值是指氨为气体,而不是其水溶液或NH 4 OH。
蒸汽压力
在25°C时为2,160 mmHg
腐蚀作用
它能够溶解锌和铜。
pH值
11.6(1N解决方案); 11.1(0.1 N溶液)和10.6(0.01 N溶液)。
离解常数
pKb = 4.767; KB = 1.71×10 -5在20℃
pKb = 4.751; 25°C时Kb = 1,774 x 10 -5
升高温度几乎不可察觉地增加了氢氧化铵的碱度。
命名法
NH 4 OH的所有通用名称和正式名称是什么?根据IUPAC建立的名称,其名称为氢氧化铵,因为它包含羟基阴离子。
铵由于其+1电荷而为一价,因此使用Stock命名法将其命名为:氢氧化铵(I)。
尽管术语“氢氧化铵”的使用在技术上是不正确的,但由于该化合物不可分离(至少在地球上不可分离,如第一部分中所述)。
另外,氢氧化铵被称为氨水和液态氨。
溶解度
NH 4 OH在地面条件下不以盐的形式存在,无法估计其在不同溶剂中的溶解度。
但是,由于其溶解会释放出大量的NH 3,因此有望极易溶于水。从理论上讲,这将是一种储存和运输氨的惊人方法。
在其他能够接受氢键的溶剂中,例如醇和胺,可以预期它也将非常易溶于其中。在这里,NH 4 +阳离子是氢键供体,和OH -用作两者。
这些与甲醇的相互作用的例子是:H 3 N + -H-OHCH 3和HO -- HOCH 3(OHCH 3表示氧接受氢键,而不是甲基与H连接)。
风险性
-眼睛接触会引起刺激,可能导致眼睛受伤。
-有腐蚀性。因此,与皮肤接触会引起刺激和高浓度的试剂,导致皮肤灼伤。氢氧化铵与皮肤的反复接触会使其干燥,发痒和发红(皮炎)。
-吸入氢氧化铵喷雾会导致呼吸道剧烈刺激,其特征为窒息,咳嗽或呼吸急促。长期或反复接触该物质可能导致支气管反复感染。另外,吸入氢氧化铵会引起肺部刺激。
-暴露于高浓度氢氧化铵可能构成医疗紧急情况,因为可能会在肺部积聚液体(肺水肿)。
-在工作场所暴露于氢氧化铵有害作用的环境中,在8小时工作时间内,将25 ppm的浓度作为暴露极限。
反应性
-除了接触氢氧化铵可能对健康造成损害外,在使用该物质时还必须考虑其他预防措施。
-氢氧化铵可与许多金属反应,例如:银,铜,铅和锌。它还与这些金属的盐反应形成爆炸性化合物并释放出氢气。进而易燃易爆。
-它可以与强酸剧烈反应,例如:盐酸,硫酸和硝酸。它也以相同的方式与硫酸二甲酯和卤素反应。
-与强碱(如氢氧化钠和氢氧化钾)反应,生成气态氨。这可通过观察在溶液中的平衡,其中,在加入OH的进行验证-离子使平衡到NH的形成3。
-处理氢氧化铵时,不应使用铜和铝金属以及其他镀锌金属,因为其对金属的腐蚀作用。
应用领域
在食物中
-在许多食品中用作添加剂,在食品中用作膨松剂,pH控制剂和表面处理剂。
-使用氢氧化铵的食品种类繁多,包括烘焙食品,奶酪,巧克力,糖果和布丁。
-只要遵循既定标准,FDA就食品加工将氢氧化铵归类为无害物质。
-在肉制品中,它被用作抗菌剂,能够消除细菌,例如大肠杆菌,将其降低到不可检测的水平。这种细菌存在于牛的肠道中,可以适应酸性环境。通过调节pH值,氢氧化铵可阻止细菌生长。
疗法
-氢氧化铵具有多种治疗用途,包括:
-10%的溶液用作呼吸反射的刺激剂
-在皮肤上用于治疗昆虫叮咬-在消化系统中用作抗酸剂和矿物质,即有助于消除气体。
此外,它还被用作局部治疗急性和慢性肌肉骨骼疼痛的药物。由于氢氧化铵的强力作用,血液流量,发红和刺激性局部增加。
工业和杂项
-可减少NOx(高活性气体,如一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO 2))的排放,减少烟囱排放的NOx。
-用作增塑剂;用于油漆和表面处理的添加剂。
-增加头发的孔隙率,使染料具有更大的渗透力,从而获得更好的光洁度。
-氢氧化铵在废水处理中用作抗菌剂。此外,它还参与了氯胺的合成。该物质在净化游泳池水中具有与氯相似的功能,具有毒性较小的优点。
-在炼油过程中用作腐蚀抑制剂。
-在各种工业和商业产品中用作清洁剂,用于各种表面,包括:不锈钢,瓷器,玻璃和烤箱。
-此外,它还用于生产洗涤剂,肥皂,药品和油墨。
在农业中
尽管它不是直接作为肥料施用,但是氢氧化铵可以做到这一点。氨是通过哈伯-博世(Haber-Bosch)方法从大气中的氮气中产生的,并在低于其沸点(-33℃)的条件下冷藏运输到使用地点。
加压的氨以蒸汽的形式注入土壤中,并在其中立即与水质反应,并以氨(NH 4 +)的形式进入氨,氨被保留在土壤的阳离子交换位点中。另外,产生氢氧化铵。这些化合物是氮的来源。
氮与磷和钾一起构成构成其生长必不可少的主要植物养分的三元组。
参考文献
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