Ammoniumioni (NH4+) kaava, ominaisuudet ja käytöt

Hän Ionin ammonium Se on polyiatomikationi positiivisella kuormalla, jonka kemiallinen kaava on NH₄⁺. Molekyyli ei ole tasainen, mutta sillä on tetraedron muoto. Neljä vetyatomia muodostaa neljä kulmaa.

Ammoniakki -typessä on pari, joka ei ole jaettu elektronia, jotka kykenevät hyväksymään protonin (Lewis -emäs), että ammoniumioni muodostuu ammoniakin protonoimalla reaktion mukaan: NH₃ + H⁺ → NH₄⁺

Kuvio 1: Ammoniumioonirakenne.

Ammoniumimi annetaan myös korvaaville amiinille tai substituoituille ammoniumkationille. Esimerkiksi metymoniumkloridi on ionisuola -ioninen₃Nh₄CL, missä kloridi -ioni on kytketty metyyliamiiniin.

Ammoniumionilla on hyvin samanlaiset ominaisuudet kuin raskaimpilla alkalimetalleilla, ja sitä pidetään usein läheisenä sukulaisena. Ammoniumin odotetaan käyttäytyvän kuin metalli erittäin suurissa paineissa, kuten jättiläiskaasuplaneetoissa, kuten Uranus ja Neptunus.

Ammoniumionilla on tärkeä rooli proteiinisynteesissä ihmiskehossa. Yhteenvetona voidaan todeta, että kaikki elävät olennot tarvitsevat proteiineja, jotka muodostuvat noin 20 erilaisella aminohapolla. Kasvit ja mikro -organismit voivat syntetisoida useimpia aminohappoja ilmakehässä, eläimet eivät voi.

Ihmisille joitain aminohappoja ei voida syntetisoida ollenkaan, ja ne on kulutettava välttämättöminä aminohapoina.

Muut aminohapot voidaan kuitenkin syntetisoida maha -suolikanavan mikro -organismit, jotka. Siten tämä molekyyli on avainkuva typpisyklissä ja proteiinisynteesissä.

[TOC]

Ominaisuudet

Liukoisuus ja molekyylipaino

Ammoniumionien molekyylipaino on 18 039 g/mol ja liukoisuus 10,2 mg/ml vettä (kansallinen bioteknologian tietokeskus, 2017). Kun liukenee ammoniakkia veteen, ammoniumioni muodostuu reaktion mukaan:

Nh₃ + H₂O → NH₄⁺ + vai niin^-

Tämä lisää hydroksyylipitoisuutta keskellä lisäämällä liuoksen pH: ta (Royal Society of Chemistry, 2015).

Emäshappoominaisuudet

Ammoniumionilla on 9,25 PKB. Tämä tarkoittaa, että tämän arvon suuremmalla pH: lla on happama käyttäytyminen ja alhaisempi pH on emäksinen käyttäytyminen.

Esimerkiksi liuottamalla ammoniakkia etikkahapossa (PKA = 4,76), typpivapaa elektronipari ottaa keskimääräisen protonin lisäämällä hydroksidien pitoisuutta yhtälön mukaan:

Nh₃ + CH₃COOH ⇌ NH₄⁺ + CH₃Kujertaa^-

Vahvan emäksen, kuten natriumhydroksidin (PKA = 14,93) läsnä ollessa, ammoniumioni antaa protonin väliaineeseen reaktion mukaan:

Voi palvella sinua: Kemiallinen tasapaino: Selitys, tekijät, tyypit, esimerkit

Nh₄⁺ + NaOH ⇌ NH₃ + Naa⁺ + H₂JOMPIKUMPI

Yhteenvetona voidaan todeta, että pH: n alle 9,25, typpi protonoidaan, kun taas pH suurempi kuin arvo on suojaamaton. Tämä on erittäin tärkeää aste käyrien ymmärtämisessä ja aminohappojen, kuten aminohappojen käyttäytymisen ymmärtämisessä.

Ammoniumsuolat

Yksi ammoniakin ominaispiirteistä on sen voima yhdistää suoraan happojen kanssa suolojen muodostamiseksi reaktion mukaan:

Nh₃ + HX → NH₄X

Siten suolahappo muodostaa ammoniumkloridin (NH₄Cl); Typpihapolla, ammoniumnitraatilla (NH₄EI₃), hiilihappo muodostaa amonisen karbonaatin ((NH₄-A₂Yhteistyö₃) jne.

On osoitettu, että täydellisesti kuivaa ammoniakkia ei yhdistetä täydellisesti kuivaan suolahappoon, joka on välttämätön kosteus reaktion aiheuttamiseksi (ViaS Encyclopedia, 2004).

Useimmat yksinkertaiset ammoniumsuolat ovat hyvin liukoisia veteen. Poikkeus on ammoniumheksaklooriplaatinaatti, jonka muodostumista käytetään ammoniumtestinä. Ammoniumnitraattisuolat ja erityisesti perkloraatti ovat erittäin räjähtäviä, näissä tapauksissa ammonium on pelkistävä aine.

Epätavallisessa prosessissa ammoniumioulit muodostavat amalgaamin. Tällaiset lajit valmistetaan ammoniumliuoksen elektrolyysillä käyttämällä elohopeakatodia. Tämä amalgaami hajoaa lopulta vapaasti vapaasti ammoniakkiin ja vetyyn (Johnston, 2014).

Yksi yleisimmistä ammoniumsuoloista on ammoniumhydroksidi, joka on yksinkertaisesti ammoniakki liuotettu veteen. Tämä yhdiste on hyvin yleinen ja sitä esiintyy luonnollisesti ympäristössä (ilmassa, vedessä ja maaperässä) sekä kaikissa kasveissa ja eläimissä, myös ihmisissä.

Sovellukset

Ammonium on tärkeä typen lähde monille kasvilajeille, etenkin niille, jotka kasvavat hypoksisissa maaperissä. Se on kuitenkin myös myrkyllinen useimmille satolajeille ja sitä sovelletaan harvoin ainoana typen lähteenä (tietokanta, ihmisen metabolomi, 2017).

Mikro -organismit kuluttavat typpeä (N), joka on kytketty kuolleiden biomassan proteiineihin ja muuttuu ammoniumioneiksi (NH4+), jotka voivat suoraan absorboida kasvien juurilla (esimerkiksi riisi).

Ammoniumioneista tulee yleensä nitrosomonasbakteerien nitriitti-ioneja (NO2-), jota seuraa toinen muuntaminen nitraatiksi (NO3-), jonka nitrobacter-bakteerit.

Kolme suurinta maataloudessa käytettyä typpilähdettä ovat urea, ammonium ja nitraatti. Biologinen ammoniumin hapettuminen nitraatiksi tunnetaan nitrifikaationa. Tämä prosessi harkitsee useita vaiheita, ja sitä välittävät autotrofiset bakteerit, pakotetut aerobic.

Voi palvella sinua: kalium (k)

Tulvassa maaperässä NH4+: n hapettuminen on rajoitettu. Urea hajottaa UreaSA -entsyymi tai hydrolysoitu kemiallisesti ammoniakkiin ja CO2.

Kulkuväylässä ammoniakki muunnetaan ammonisoimalla ammoniumionien bakteerit (NH4+). Seuraavassa vaiheessa ammonium muunnetaan nitrifioimalla bakteerit nitraatissa (nitrifikaatio).

Tämä muoto, erittäin liikkuva typpi, on yleisimmin absorboinut kasvien juuret sekä maaperän mikro -organismit.

Typpisyklin sulkemiseksi ilmakehän kaasumaisesta typestä tulee biomassan typpe, joka johtuu palkokasvien juurikudoksissa (esimerkiksi sinimailasen ja syanobakteerien ja Lazotobacterin (Sposito, 2011), joka elää palkokasvien juurikudoksissa (Sposito, 2011).

Ammoniumin (NH4+) vesikasvien kautta voi absorboida ja sisällyttää typpeä proteiineihin, aminohappoihin ja muihin molekyyleihin. Korkeat ammoniumpitoisuudet voivat lisätä levien ja vesikasvien kasvua.

Ammoniumhydroksidia ja muita ammoniumsuoloja käytetään laajasti elintarvikkeiden jalostuksessa. Elintarvike- ja lääkkeiden antamisen (FDA) määräykset vahvistavat, että ammoniumhydroksidi on turvallista ("yleisesti tunnustettu vakuutukseksi" tai GRAS) hiiva -aineena, PH.

Elintarvikkeiden luettelo, jossa ammoniumhydroksidia käytetään suorana elintarvikealisäaineena, on laaja ja sisältää leivotut tuotteet, juustot, suklaat, muut makeiset tuotteet (esimerkiksi karamelot) ja pudines. Ammoniumhydroksidia käytetään myös antimikrobisena aineena lihatuotteissa.

Ammoniakkia muissa muodoissa (esimerkiksi ammoniumsulfaatti, ammoniumalginaatti) käytetään mausteissa, soijaproteiinien eristyksessä, välipaloja, hilloissa ja hyytelöissä ja alkoholeissa juomissa (Pnatassum Nitrate Association, 2016), 2016), 2016), 2016).

Ammoniummittausta käytetään Rambo -testissä, erityisen hyödyllinen asidoosin syyn diagnoosissa (testitunnus: Rambo -ammonium, satunnainen, virtsa, S.F.-A. Munuainen säätelee hapon erittymistä ja systeemistä emäshappoa.

Ammoniumin määrän muuttaminen virtsassa on tärkeä tapa, jolla munuaiset suorittavat tämän tehtävän. Ammoniumtason mittaaminen virtsassa voi antaa ymmärryksen pohjahappopohjan muutoksen syistä potilailla.

Ammoniumtaso virtsassa voi myös tarjota paljon tietoa hapon päivittäisestä tuotannosta tietyllä potilaalla. Koska suurin osa yksilön happokuormasta tulee nautitusta proteiinista, ammoniumin määrä virtsassa on hyvä proteiinin saannin indikaattori ruokavaliossa.

Voi palvella sinua: Rikkioksidi

Virtsan ammoniummittaukset voivat olla erityisen hyödyllisiä munuaiskivien potilaiden diagnosoinnissa ja hoidossa:

• Korkeat ammoniumpitoisuudet virtsassa ja virtsan pH viittaavat maha -suolikanavan menetyksiin. Näillä potilailla on virtsahappo- ja kalsiumoksalaattikivien riski.
• Pieni virtsan ammonium ja virtsan korkea pH viittaavat munuaistutkimeen asidoosiin. Näillä potilailla on kalsiumfosfaattilaskelmien riski.
• Potilaita, joilla on kalsiumoksalaattikiviä ja kalsiumfosfaattia.

Koska sitraatti on metaboloitu bikarbonaatissa (emäs), tämä lääke voi myös lisätä virtsan pH: ta. Jos virtsan pH on liian korkea sitraattikäsittelyssä, kalsiumfosfaattikivien riski voi liittyä tahattomasti.

Ammoniumvirtsan seuranta on nimike on annos sitraattia ja välttää tämä ongelma. Hyvä annos alkuperäistä sitraattia on suunnilleen puolet ammoniumin erittymisestä virtsassa (kunkin MEQ: ssa).

Tämän annoksen vaikutusta ammoniumin, sitraatin ja virtsan pH: n arvoihin voidaan seurata ja säätää sitraattiaannosta vasteen perusteella. Virtsan ammoniumin pisaran tulisi osoittaa, onko nykyinen sitraatti riittää osittain vastaamaan (mutta ei kokonaan) kyseisen potilaan päivittäistä happoa kuormitusta.

Viitteet

1. Tietokanta, ihmisen metabolomi. (2017, 2. maaliskuuta). Ammoniumin metabocard. Haettu osoitteesta: HMDB.Ac.
2. Johnston, f. J -. (2014). Ammoniumsuola. AccessCience palautettu: AccessCience.com.
3. Kansallinen bioteknologiatietojen keskus. (2017, 25. helmikuuta). PubChem Compound -tietokanta; CID = 16741146. Haettu Pubchemista.
4. PnaTassium -nitraattiyhdistys. (2016). Nitraatti (NO3-) vs. ammonium (NH4+). Toipunut Kno3: sta.org.
5. Kuninkaallinen kemian yhdistys. (2015). Ammoniumioni. Chemspider palautettu: Chemspider.com.
6. Sposito, G. (2011, 2. syyskuuta). Maaperä. Palautettu Britannica Encyclopediasta: Britannica.com.
7. Testitunnus: Rambo -ammonium, satunnainen, virtsa. (S.F.-A. Haettu tietosanakirjasta.com.
8. Tapoja Encyclopedia . (2004, 22. joulukuuta). Ammoniumsuolat. Palautettu tietosanakirjasta.org.