Ionska amonijeva (NH4 +) formula, svojstva i upotreba



amonijev ion je pozitivno nabijen poliatomski kation čija je kemijska formula NH4+. Molekula nije ravna, ali ima oblik tetraedra. Četiri atoma vodika čine četiri ugla.

Dušik amonijaka ima par ne-zajedničkih elektrona sposobnih za prihvaćanje protona (Lewisova baza), stoga se amonijev ion formira protoniranjem amonijaka prema reakciji: NH3 + H+ → NH4+

Amonij je također supstituiran supstituiranim aminima ili supstituiranim amonijevim kationima. Na primjer, metilamonijev klorid je ionska sol formule CH3NH4Cl gdje je kloridni ion vezan na metilamin.

Amonijev ion ima svojstva koja su vrlo slična težim alkalnim metalima i često se smatraju bliskim srodnicima. Očekuje se da će se amonijak ponašati poput metala pri vrlo visokim tlakovima, kao što je to slučaj s divovskim plinskim planetima poput Urana i Neptuna..

Amonijev ion igra važnu ulogu u sintezi proteina u ljudskom tijelu. Ukratko, svim živim bićima potrebni su proteini, koji su formirani s oko 20 različitih aminokiselina. Dok biljke i mikroorganizmi mogu sintetizirati većinu aminokiselina iz dušika u atmosferi, životinje ne mogu.

Za ljude, neke aminokiseline se uopće ne mogu sintetizirati i moraju se konzumirati kao esencijalne aminokiseline.

Ostale aminokiseline, međutim, mogu biti sintetizirane mikroorganizmima u gastrointestinalnom traktu uz pomoć amonijačnih iona. Stoga je ova molekula ključna figura u ciklusu dušika i sintezi proteina.

indeks

  • 1 Svojstva
    • 1.1 Topljivost i molekularna težina
    • 1.2. Svojstva baze kiseline
    • 1.3 Amonijeve soli
  • 2 Upotreba
  • 3 Reference

nekretnine

Topljivost i molekularna težina

Amonijev ion ima molekulsku masu od 18,039 g / mol i topljivost od 10,2 mg / ml vode (Nacionalni centar za biotehnološke informacije, 2017). Kada se otopi amonijak u vodi, amonijev ion se formira prema reakciji:

NH3 + H2O → NH4+ + OH-

To povećava koncentraciju hidroksila u mediju povećavajući pH otopine (Royal Society of Chemistry, 2015).

Svojstva kiselih baza

Amonijev ion ima pKb od 9,25. To znači da će pri pH iznad te vrijednosti imati kiselo ponašanje i da će pri nižem pH imati osnovno ponašanje.

Na primjer, pri otapanju amonijaka u octenoj kiselini (pKa = 4,76), slobodni elektronski par dušika uzima proton iz medija koji povećava koncentraciju hidroksidnih iona prema jednadžbi:

NH3 + CH3COOH = NH4+ + CH3COO-

Međutim, u prisutnosti jake baze, kao što je natrijev hidroksid (pKa = 14,93), amonijev ion donosi medij u medij prema reakciji:

NH4+ + NaOH 'NH3 + na+ + H2O

U zaključku, pri pH nižem od 9,25 dušik će biti protoniran, dok će na pH višoj od te vrijednosti biti deprotoniran. To je vrlo važno u razumijevanju krivulja titracije i razumijevanju ponašanja tvari kao što su aminokiseline.

Amonijeve soli

Jedno od najkarakterističnijih svojstava amonijaka je njegova moć da se izravno kombinira s kiselinama u obliku soli prema reakciji:

NH3 + HX → NH4X

Tako, sa klorovodičnom kiselinom, tvori amonijev klorid (NH4Cl); S dušičnom kiselinom, amonijevim nitratom (NH4NE3s ugljičnom kiselinom će tvoriti amonijev karbonat ((NH4)2CO3) itd.

Pokazano je da se savršeno suhi amonijak neće kombinirati s savršeno suhom klorovodičnom kiselinom, pri čemu je vlažnost potrebna za izazivanje reakcije (VIAS Encyclopedia, 2004).

Većina jednostavnih amonijevih soli je vrlo topiva u vodi. Izuzetak je amonijev heksakloroplatinat, čija se tvorba koristi kao test za amonij. Soli amonijevog nitrata i osobito perklorata su vrlo eksplozivne, u tim slučajevima amonij je redukcijsko sredstvo.

U neobičnom procesu amonijevi ioni tvore amalgam. Takve se vrste pripremaju elektrolizom amonijeve otopine pomoću žive katode. Ovaj amalgam se konačno razgrađuje kako bi oslobodio amonijak i vodik (Johnston, 2014).

Jedna od najčešćih amonijevih soli je amonijev hidroksid, koji je jednostavno amonijak otopljen u vodi. Ovaj spoj je vrlo čest i javlja se prirodno u okolišu (u zraku, vodi i tlu) iu svim biljkama i životinjama, uključujući ljude..

aplikacije

Amonijak je važan izvor dušika za mnoge biljne vrste, osobito one koje rastu na hipoksičnim tlima. Međutim, također je toksičan za većinu vrsta usjeva i rijetko se primjenjuje kao jedini izvor dušika (baza podataka, Human Metabolome, 2017).

Dušik (N), vezan za proteine ​​mrtve biomase, konzumiraju mikroorganizmi i pretvaraju se u amonijeve ione (NH4 +) koje korijeni biljaka mogu izravno apsorbirati (npr. Riža).

Amonijevi ioni se obično pretvaraju u nitritne ione (NO2-) bakterijama nitrosomonas, nakon čega slijedi druga pretvorba u nitrat (NO3-) pomoću bakterija Nitrobacter.

Tri glavna izvora dušika koji se koriste u poljoprivredi su urea, amonij i nitrat. Biološka oksidacija amonijaka u nitrat je poznata kao nitrifikacija. Ovaj proces razmatra nekoliko koraka i posredovan je autotrofnim, obvezujućim aerobnim bakterijama.

Na poplavljenim tlima je oksidacija NH4 + ograničena. Urea se razgrađuje enzimom ureaza ili kemijski hidrolizira u amonijak i CO2.

U amonifikacijskom koraku amonijak se pretvara pomoću amonizirajućih bakterija u amonijev ion (NH4 +). U sljedećem koraku amonij se pretvara nitrifikacijom bakterija u nitrat (nitrifikacija).

Ovaj oblik, vrlo pokretni dušik, najčešće se apsorbira u korijenu biljaka, kao i mikroorganizama u tlu.

Da bi se zatvorio ciklus dušika, plinoviti dušik u atmosferi pretvara se u dušik biomase bakterijama Rhizobium koji žive u tkivima korijena mahunarki (npr. Lucerna, grašak i grah) i mahunarke (kao što je joha) i cijanobakterijama i Azotobacter (Sposito, 2011).

Kroz amonijeve (NH4 +) vodene biljke mogu apsorbirati i ugraditi dušik u proteine, aminokiseline i druge molekule. Visoke koncentracije amonijaka mogu povećati rast algi i vodenih biljaka.

Amonijev hidroksid i druge amonijeve soli se široko koriste u preradi hrane. Propisi Food and Drug Administration (FDA) propisuju da je amonijev hidroksid siguran ("općenito priznat kao siguran" ili GRAS) kao kvasac, sredstvo za kontrolu pH i sredstvo za završnu obradu. površna u hrani.

Popis namirnica u kojima se amonijev hidroksid koristi kao izravni prehrambeni dodatak je opsežan i uključuje pečene proizvode, sireve, čokolade, ostale konditorske proizvode (npr. Bombone) i pudinge. Amonijev hidroksid se također koristi kao antimikrobno sredstvo u mesnim proizvodima.

Amonijak u drugim oblicima (npr. Amonijev sulfat, amonijev alginat) koristi se u začinima, izolatima od sojinih proteina, grickalicama, džemovima i želeima i bezalkoholnim pićima (udruga PNA kalijeva nitrata, 2016)..

Mjerenje amonijaka koristi se u RAMBO testu, osobito korisno u dijagnosticiranju uzroka acidoze (Test ID: RAMBO Ammonium, Random, Urine, S.F.). Bubreg regulira izlučivanje kiseline i baznu ravnotežu sistemske kiseline.

Promjena količine amonijaka u mokraći važan je način za obavljanje ovog zadatka. Mjerenje razine amonijaka u urinu može pružiti razumijevanje uzroka promjene ravnoteže kiselinske baze u bolesnika..

Razina amonijaka u urinu također može pružiti mnogo informacija o dnevnoj proizvodnji kiseline kod određenog pacijenta. Budući da najveći dio kiselog opterećenja pojedinca dolazi od unesenih proteina, količina amonijaka u mokraći dobar je pokazatelj unosa proteina u prehranu.

Mjerenja amonijaka u urinu mogu biti osobito korisna za dijagnosticiranje i liječenje bolesnika s bubrežnim kamencima:

  • Visoke razine amonijaka u mokraći i nizak pH u mokraći ukazuju na trajne gubitke u probavnom sustavu. Ovi pacijenti su izloženi riziku od mokraćne kiseline i kamenova.
  • Malo amonijaka u mokraći i visoki pH urina ukazuju na tubularnu acidozu bubrega. Ovi pacijenti su izloženi riziku od kalcijevog fosfata.
  • Pacijenti s kalcijevim oksalatnim kamenjem i kalcijevim fosfatom često se tretiraju citratom kako bi podigli citrat urina (prirodni inhibitor rasta kalcijevog oksalata i kalcijevog fosfata).

Međutim, budući da se citrat metabolizira u bikarbonat (bazu), ovaj lijek može također povećati pH urina. Ako je pH urina previsok s tretmanom citratom, rizik od kamenja kalcijevim fosfatom može se nenamjerno povećati.

Praćenje amonijevog urina je način za titriranje doze citrata i izbjegavanje tog problema. Dobra doza početnog citrata je otprilike polovica izlučivanja amonijaka u mokraći (u mEq svakog).

Možete pratiti učinak ove doze na vrijednosti amonijaka, citrata i pH urina, te prilagoditi dozu citrata na temelju odgovora. Pad amonijuma u mokraći trebao bi pokazati je li trenutni citrat dovoljan za djelomično (ali ne u potpunosti) suzbijanje dnevnog kiselog opterećenja tog pacijenta.

reference

  1. Baza podataka, ljudski metabolom. (2017., 2. ožujka). Prikazuje metabokard za amonijak. Preuzeto s: hmdb.ca.
  2. Johnston, F.J. (2014). Amonijeva sol. oporavila se od accessscience: accessscience.com.
  3. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. (2017., 25. veljače). PubChem Compound Database; CID = 16741146. Preuzeto iz usluge PubChem.
  4. PNA udruga kalijevog nitrata. (2016). Nitrat (NO3-) u odnosu na amonij (NH4 +). oporavljena od kno3.org.
  5. Kraljevsko kemijsko društvo. (2015). Amonijev ion. Preuzeto iz chemspider: chemspider.com.
  6. Sposito, G. (2011., 2. rujna). Tla. Oporavljena iz enciklopedije britannice: britannica.com.
  7. Test ID: RAMBO amonij, slučajni, urin. (S.F.). Oporavio se od encyclopediamayomedicallaboratorie.com.
  8. VIAS Encyclopedia. (2004., 22. prosinca). Amonijeve soli. Oporavio se iz enciklopedije vias.org.