יון אמוניום (NH4 +) פורמולה, נכסים ושימושים

ה יון אמוניום הוא קטיון polyatomic חיובי חיובי הנוסחה הכימית שלו הוא NH₄⁺. המולקולה אינה שטוחה, אבל יש לה צורה של טטרהדרון. ארבעת אטומי המימן מהווים את ארבע הפינות.

חנקן אמוניה יש זוג אלקטרונים שאינם משותפים המסוגלים לקבל פרוטון (בסיס לואיס) ולכן יון אמוניום נוצר על ידי protonation של אמוניה על פי התגובה: NH₃ + ח⁺ → NH₄⁺

אמוניום הוא גם להחליף תחליף אמינים או קטיוני אמוניום תחליף. לדוגמה, methylammonium כלוריד הוא מלח יונית של נוסחה CH₃NH₄Cl שבו יון כלוריד קשורה מתילאמין.

יון אמוניום יש מאפיינים דומים מאוד מתכות כבדות אלקלי והוא נחשב לעתים קרובות קרוב משפחה. אמוניום צפוי להתנהג כמו מתכת בלחצים גבוהים מאוד, כגון בתוך כוכבי לכת ענקיים כמו אורנוס ונפטון.

יון אמוניום משחק תפקיד חשוב בסינתזה של חלבונים בגוף האדם. בקיצור, כל היצורים החיים זקוקים לחלבונים, אשר נוצרים על ידי כ -20 חומצות אמינו שונות. בעוד צמחים מיקרואורגניזמים יכול לסנתז את רוב חומצות האמינו של חנקן באטמוספרה, בעלי חיים לא יכול.

עבור בני אדם, כמה חומצות אמינו לא יכול להיות מסונתז בכלל וצריך להיות נצרך כמו חומצות אמינו חיוניות.

חומצות אמינו אחרות, לעומת זאת, ניתן לסנתז על ידי מיקרואורגניזמים במערכת העיכול בעזרת יונים אמוניה. לכן, מולקולה זו היא דמות מפתח במחזור החנקן ובסינתזה של חלבונים.

אינדקס

• 1 מאפיינים
  • 1.1 מסיסות ומשקל מולקולרי
  • 1.2 תכונות בסיס חומצי
  • 1.3 מלחי אמוניום
• 2 שימושים
• 3 הפניות

מאפיינים

מסיסות ומשקל מולקולרי

יון אמוניום יש משקל מולקולרי של 18,039 גרם / מול ו מסיסות של 10.2 מ"ג / מ"ל ​​של מים (המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגיה, 2017). כאשר ממיסים אמוניה במים, יון אמוניום נוצר על פי התגובה:

NH₃ + ח₂O → NH₄⁺ + הו^-

זה מגדיל את הריכוז של hydroxyl במדיום הגדלת ה- pH של הפתרון (החברה המלכותית לכימיה, 2015).

תכונות בסיס חומצה

יון אמוניום יש pKb של 9.25. משמעות הדבר היא כי ב pH מעל ערך זה תהיה התנהגות חומצית ב pH נמוך תהיה התנהגות בסיסית.

לדוגמא, על ידי המסת אמונית חומצה אצטית (pKa = 4.76), את זוג אלקטרונים חינם של החנקן לוקח פרוטון מהמדיום על ידי הגדלת הריכוז של יוני הידרוקסיד פי המשוואה:

NH₃ + CH₃COOH ⇌ NH₄⁺ + CH₃COO^-

עם זאת, בנוכחות בסיס חזק, כגון נתרן hydroxide (pKa = 14.93), יון אמוניום התשואות פרוטון על המדיום על פי התגובה:

NH₄⁺ + NaOH ⇌ NH₃ + Na⁺ + ח₂הו

לסיכום, ב pH נמוך מ 9.25, חנקן יהיה פרוטוני, בעוד ב pH גבוה יותר מזה ערך זה יהיה deprotonated. זה חשוב מאוד בהבנה של עקומות טיטרציה והבנת התנהגות של חומרים כגון חומצות אמינו.

מלחי אמוניום

אחד המאפיינים האופייניים ביותר של אמוניה הוא כוחו לשלב ישירות עם חומצות כדי ליצור מלחים על פי התגובה:

NH₃ + HX → NH₄X

לכן, עם חומצה הידרוכלורית, זה יוצר אמוניום כלורי (NH₄Cl); עם חומצה חנקתית, אמוניום ניטראט (NH₄לא₃), עם חומצה פחמן ייווצר אמוניום קרבונט ((NH₄)₂CO₃) וכו '.

הוכח כי אמוניה יבשה לחלוטין לא תהיה משולבת עם חומצה הידרוכלורית יבש לחלוטין, הלחות הכרחי כדי לגרום לתגובה (VIAS האנציקלופדיה, 2004).

רוב מלחי אמוניום פשוט מסיסים מאוד במים. היוצא מן הכלל הוא אמוניום hexachloroplatinate, אשר היווצרות משמש מבחן לאמוניום. מלחים של חנקתי אמוניום ובמיוחד perchlorate הם נפץ מאוד, במקרים אלה אמוניום הוא סוכן הפחתת.

בתהליך יוצא דופן, יונים אמוניום יוצרים תערובת. מינים כאלה מוכנים על ידי אלקטרוליזה של פתרון אמוניום באמצעות קתודית כספית. זה תערובת בסופו של דבר decomposes לשחרר אמוניה ומימן (Johnston, 2014).

אחד מלחי אמוניום הנפוץ ביותר הוא אמוניום הידרוקסיד, אשר הוא פשוט אמוניה מומס במים. תרכובת זו שכיחה מאוד ומתרחשת באופן טבעי בסביבה (באוויר, במים ובאדמה) ובכל הצמחים ובעלי החיים, כולל בני האדם..

שימושים

אמוניום הוא מקור חשוב של חנקן עבור מיני צמחים רבים, במיוחד אלה שגדלים על קרקעות היפוקסי. עם זאת, הוא גם רעיל למרבית מינים היבול והוא מיושם לעתים נדירות כמקור היחיד של חנקן (מסד נתונים, מטבולום האדם, 2017).

חנקן (N), חייב חלבונים ביומסה חיים נצרך על ידי מיקרואורגניזמים והוסב יוני אמוניום (NH4 +) שיכול להיספג ישירות על ידי שורשי צמחים (למשל, אורז).

יונים אמוניום הם בדרך כלל מומרים יונים ניטריט (NO2) על ידי חיידקים nitrosomonas, ואחריו המרה השני ניטראט (NO3-) על ידי חיידקים Nitrobacter.

שלושת המקורות העיקריים של חנקן המשמשים בחקלאות הם אוריאה, אמוניום וניטראט. החמצון הביולוגי של אמוניום לניטראט ידוע בשם ניטריפיקציה. תהליך זה בוחן מספר שלבים ומתווך על ידי חיידקים אירוביים אוטוטרופיים ומחייבים.

בקרקעות מוצפות, החמצון של NH4 + מוגבל. אוריאה היא מפורקת על ידי האנזים urease או hydrolyzed כימית לאמוניה CO2.

בשלב אמוניפיקציה, אמוניה מומר באמצעות חיידקים ammoniation לתוך יון אמוניום (NH4 +). בשלב הבא את אמוניום מומר על ידי חיידקים nitrifying לתוך ניטראט (ניטריפיקציה).

צורה זו, חנקן נייד מאוד, הוא נספג בדרך כלל על ידי שורשי הצמחים, כמו גם על ידי מיקרואורגניזמים בקרקע.

כדי לסגור את החנקן במחזור, גז החנקן באטמוספרה הופך ביומסה חנקן ידי חיידקי Rhizobium חיים ברקמות שורש של קטניות (למשל, אספסת, אפונה ושעועית) וקטניות (כגון אלמון) ו כחוליות ו Azotobacter (Sposito, 2011).

באמצעות אמוניום (NH4 +) צמחים ימיים יכולים לספוג ולשלב חנקן לתוך חלבונים, חומצות אמינו ומולקולות אחרות. ריכוז גבוה של אמוניום יכול להגדיל את הצמיחה של אצות צמחים ימיים.

אמוניום הידרוקסיד ומלחי אמוניום אחרים נמצאים בשימוש נרחב בעיבוד מזון. תקנות מינהל המזון והתרופות (FDA, עבור ראשי התיבות שלה) קובעים כי אמוניום הידרוקסיד הוא בטוח ( "מוכרים ובטוחים" גרא) כמו התפחה, pH סוכן מלאה סוכן הגמר שטחי במזון.

רשימת מזונות בם אמוניום הידרוקסיד משמש כתוסף מזון ישיר היא נרחבת וכוללת מאפים, גבינות, שוקולדים, מוצרי קונדיטוריה אחרים (עבור ממתקים למשל) וקינוחים. אמוניום הידרוקסיד גם משמש כסוכן מיקרוביאלית במוצרי בשר.

אמוניה בצורות אחרות (למשל, אמוניום סולפט, אלגינט אמוניום) משמשת תבלינים, סויה חלבון מבודד, חטיפים, ריבות ריבות ומשקאות קלים (עמותה אשלגן חנק PNA, 2016).

מדידת אמוניום משמשת בבדיקת RAMBO, שימושית במיוחד באבחון הגורם לחומציות (מזהה בדיקה: RAMBO אמוניום, אקראי, שתן, S.F). הכליה מסדירה את הפרשת החומצה ואת האיזון הבסיסי של חומצה מערכתית.

שינוי כמות אמוניום בשתן הוא דרך חשובה עבור הכליות לבצע את המשימה הזאת. מדידת רמת אמוניום בשתן יכולה לספק הבנה של הגורם לשינוי של איזון בסיס החומצה במטופלים.

רמת אמוניום בשתן יכול גם לספק הרבה מידע על הייצור היומי של חומצה בחולה נתון. מאחר שרוב עומס החומצה של הפרט מגיע מחלבונים שנבלעו, כמות האמוניום בשתן מהווה אינדיקטור טוב לצריכת החלבון בתזונה.

מדידות אמוניום בשתן יכולות להיות יעילות במיוחד לאבחון וטיפול בחולים עם אבנים בכליות:

• רמות גבוהות של אמוניום בשתן ו- pH נמוך בדם משפיעים על הפסדים גסטרואינטסטינליים מתמשכים. חולים אלו נמצאים בסיכון לחומצת שתן ולאבני סידן אוקסלט.
• מעט אמוניום בשתן ו- pH גבוה של השתן מציע חומצה צינלית כלית. חולים אלו נמצאים בסיכון לאבני סידן פוספט.
• חולים עם אבני אוקסלט ופוספט סידן מטופלים לעתים קרובות עם ציטראט להעלות את ציטרט בשתן (מעכבים טבעיים של צמיחת קריסטל אוקסלט ופוספט סידן).

עם זאת, מאז ציטראט הוא metabolized לתוך bicarbonate (בסיס), תרופה זו יכולה גם להגדיל את ה- pH של השתן. אם ה- pH של השתן גבוה מדי עם טיפול ציטראט, הסיכון של אבנים סידן פוספט ניתן להגדיל שלא בכוונה.

הניטור של שתן אמוניום הוא דרך כדי titrate מינון ציטראט למנוע את הבעיה. מנה טובה של ציטראט ראשוני הוא כמחצית הפרשת אמוניום בשתן (ב mEq של כל אחד).

אתה יכול לפקח על ההשפעה של מינון זה על ערכי אמוניום, ציטראט ו- pH של שתן, ולהתאים את המינון של ציטראט מבוסס על התגובה. ירידה באמוניום של שתן צריכה להצביע על כך שהציטראט הנוכחי מספיק במידה חלקית (אך לא לגמרי) נגד העומס היומיומי של המטופל.

הפניות

1. מסד נתונים, מטבוליום אנושי. (2017, 2 במרץ). מציג metabocard עבור אמוניום. מקור: hmdb.ca.
2. Johnston, F. J. (2014). מלח אמוניום. התאושש מ accesscience:.
3. המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. (2017, 25 בפברואר). מסד הנתונים PubChem Compound; CID = 16741146. מקור: PubChem.
4. PNA אשלגן חנקתי האגודה. (2016). חנקתי (NO3-) לעומת אמוניום (NH4 +). התאושש מ kno3.org.
5. החברה המלכותית לכימיה. (2015). יון אמוניום. מאחזר chemspider: chemspider.com.
6. Sposito, G. (2011, ספטמבר 2). אדמה שחזר מ בריטניצה אנציקלופדיה: britannica.com.
7. מזהה בדיקה: RAMBO אמוניום, אקראי, שתן. (S.F.). התאושש מאנציקלופדיה.
8. האנציקלופדיה של ויאס. (2004, 22 בדצמבר). מלחי אמוניום. משוחזר מתוך אנציקלופדיה vias.org.