IDROSSIDO DI AMMONIO: STRUTTURA, PROPRIETÀ E USI - CHIMICA - 2026

L' idrossido di ammonio è un composto di formula molecolare NH ₄ OH o H ₅ NO prodotto dalla dissoluzione dell'ammoniaca gassosa (NH ₃ ) in acqua. Per questo motivo si chiama acqua ammoniacale o ammoniaca liquida.

È un liquido incolore con un odore molto intenso e pungente, che non è isolabile. Queste caratteristiche sono direttamente correlate alla concentrazione di NH ₃ disciolto nell'acqua; concentrazione che infatti, essendo un gas, può racchiuderne enormi quantità disciolte in un piccolo volume d'acqua.

Fonte: Gabriel Bolívar

Una considerevolmente piccola parte di queste soluzioni acquose è composto dai NH ₄ ⁺ cationi e gli OH ^- anioni . D'altra parte, in soluzioni molto diluite o in solidi congelati a temperature molto basse, l'ammoniaca si può trovare sotto forma di idrati, come: NH ₃ ∙ H ₂ O, 2NH ₃ ∙ H ₂ O e NH ₃ ∙ 2H ₂ O.

Come fatto curioso, le nuvole di Giove sono costituite da soluzioni diluite di idrossido di ammonio. Tuttavia, la sonda spaziale Galileo non è riuscita a trovare acqua nelle nuvole del pianeta, cosa che ci si aspetterebbe a causa della conoscenza che abbiamo della formazione di idrossido di ammonio; vale a dire che sono cristalli di NH ₄ OH totalmente anidri.

Lo ione ammonio (NH ₄ ⁺ ) è prodotto nel lume tubulare renale dall'unione di ammoniaca e idrogeno, secreto dalle cellule tubulari renali. Inoltre, l'ammoniaca viene prodotta nelle cellule tubulari renali nel processo di trasformazione della glutammina in glutammato e, a sua volta, nella conversione del glutammato in α-chetoglutarato.

L'ammoniaca viene prodotta industrialmente con il metodo Haber-Bosch, in cui vengono fatti reagire i gas azoto e idrogeno; utilizzando ione ferrico, ossido di alluminio e ossido di potassio come catalizzatori. La reazione viene condotta ad alte pressioni (150-300 atmosfere) e alte temperature (400-500 ºC), con una resa del 10-20%.

L'ammoniaca viene prodotta nella reazione, che quando si ossida produce nitriti e nitrati. Questi sono essenziali per ottenere acido nitrico e fertilizzanti come il nitrato di ammonio.

Struttura chimica

Come indica la sua definizione, l'idrossido di ammonio è costituito da una soluzione acquosa di gas di ammoniaca. Pertanto, all'interno del liquido, non esiste una struttura definita diversa da quella di una disposizione casuale di ioni NH ₄ ⁺ e OH ^- solvatati da molecole d'acqua.

Gli ioni ammonio e idrossile sono prodotti di un equilibrio di idrolisi nell'ammoniaca, quindi è comune che queste soluzioni abbiano un odore pungente:

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

Secondo l'equazione chimica, un'elevata diminuzione della concentrazione d'acqua sposterebbe l'equilibrio alla formazione di più ammoniaca; cioè, quando l'idrossido di ammonio viene riscaldato, i vapori di ammoniaca verranno rilasciati.

Per questo motivo, gli ioni NH ₄ ⁺ e OH ^- non riescono a formare un cristallo in condizioni terrestri, il che significa che la base solida NH ₄ OH non esiste.

Detto solido dovrebbe essere composto solo da ioni interagenti elettrostaticamente (come si vede nell'immagine).

Ghiaccio di ammoniaca

Tuttavia, a temperature ben al di sotto di 0ºC e circondate da enormi pressioni, come quelle prevalenti nei nuclei delle lune gelate, l'ammoniaca e l'acqua gelano. In tal modo, cristallizzano in una miscela solida con rapporti stechiometrici variabili, il più semplice dei quali è NH ₃ ∙ H ₂ O: ammoniaca monoidrato.

NH ₃ ∙ H ₂ O e NH ₃ ∙ 2H ₂ O sono ghiaccio di ammoniaca, poiché il solido è costituito da una disposizione cristallina di molecole di acqua e ammoniaca legate da legami idrogeno.

Dato un cambiamento in T e P, secondo studi computazionali che simulano tutte le variabili fisiche e i loro effetti su questi ghiacci, si verifica una transizione da una fase NH ₃ ∙ nH ₂ O a una fase NH ₄ OH.

Pertanto, solo in queste condizioni estreme, NH ₄ OH può esistere come prodotto della protonazione all'interno del ghiaccio tra NH ₃ e H ₂ O:

NH ₃ (s) + H ₂ O (s) <=> NH ₄ OH (s)

Si noti che questa volta, a differenza dell'idrolisi dell'ammoniaca, le specie coinvolte si trovano in una fase solida. Un ghiaccio ammoniacale che diventa salato senza il rilascio di ammoniaca.

Proprietà fisiche e chimiche

Formula molecolare

NH ₄ OH o H ₅ NO

Peso molecolare

35,046 g / mol

Aspetto

È un liquido incolore.

Concentrazione

Fino a circa il 30% (per ioni NH ₄ ⁺ e OH ^- ).

Odore

Molto forte e tagliente.

Gusto

Acre.

Valore di soglia

34 ppm per rilevamento aspecifico.

Punto di ebollizione

38 ° C (25%).

solubilità

Esiste solo in soluzione acquosa.

Solubilità dell'acqua

Miscibile in proporzioni illimitate.

Densità

0,90 g / cm ³ a 25 ° C.

Densità del vapore

Rispetto all'aria presa come unità: 0.6. Cioè, è meno denso dell'aria. Tuttavia, logicamente il valore riportato si riferisce all'ammoniaca come gas, non alle sue soluzioni acquose o all'NH ₄ OH.

Pressione del vapore

2.160 mmHg a 25 ° C.

Azione corrosiva

È in grado di sciogliere zinco e rame.

pH

11,6 (soluzione 1N); 11,1 (soluzione 0,1 N ) e 10,6 (soluzione 0,01 N).

Costante di dissociazione

pKb = 4,767; Kb = 1,71 x ^10-5 a 20 ºC

pKb = 4,751; Kb = 1.774 x 10 ^-5 a 25 º C.

L'aumento della temperatura aumenta quasi impercettibilmente la basicità dell'idrossido di ammonio.

Nomenclatura

Quali sono tutti i nomi comuni e ufficiali di NH ₄ OH? Secondo quanto stabilito dalla IUPAC, il suo nome è idrossido di ammonio perché contiene l'anione idrossile.

L'ammonio, a causa della sua carica +1, è monovalente, quindi utilizzando la nomenclatura Stock viene chiamato: idrossido di ammonio (I).

Sebbene l'uso del termine idrossido di ammonio sia tecnicamente errato, poiché il composto non è isolabile (almeno non sulla Terra, come spiegato in dettaglio nella prima sezione).

Inoltre, l'idrossido di ammonio è chiamato acqua di ammoniaca e ammoniaca liquida.

solubilità

NH ₄ OH non esiste come sale in condizioni terrestri, non si può stimare quanto sia solubile in diversi solventi.

Tuttavia, ci si aspetterebbe che sia estremamente solubile in acqua, poiché la sua dissoluzione rilascerebbe enormi quantità di NH ₃ . Teoricamente, sarebbe un modo fantastico per immagazzinare e trasportare l'ammoniaca.

In altri solventi in grado di accettare legami idrogeno, come alcoli e ammine, ci si potrebbe aspettare che sia anche molto solubile in essi. Qui il catione NH ₄ ⁺ è un donatore di legami idrogeno e l'OH ^- serve come entrambi.

Esempi di queste interazioni con il metanolo sarebbero: H ₃ N ⁺ -H - OHCH ₃ e HO ^- - HOCH ₃ (OHCH ₃ indica che l'ossigeno riceve il legame idrogeno, non che il gruppo metile è legato all'H).

rischi

-Il contatto con gli occhi provoca irritazioni che possono causare danni agli occhi.

-È corrosivo. Pertanto, a contatto con la pelle può provocare irritazioni e ad alte concentrazioni del reagente, provoca ustioni cutanee. Il contatto ripetuto dell'idrossido di ammonio con la pelle può causare secchezza, prurito e arrossamento (dermatite).

-L'inalazione di spray di idrossido di ammonio può causare irritazione acuta delle vie respiratorie, caratterizzata da soffocamento, tosse o mancanza di respiro. L'esposizione prolungata o ripetuta alla sostanza può provocare infezioni ricorrenti dei bronchi. Inoltre, l'inalazione di idrossido di ammonio può causare irritazione ai polmoni.

-L'esposizione ad alte concentrazioni di idrossido di ammonio potrebbe costituire un'emergenza medica, poiché potrebbe verificarsi un accumulo di liquido nei polmoni (edema polmonare).

-La concentrazione di 25 ppm è stata presa come limite di esposizione, in un turno lavorativo di 8 ore, in un ambiente dove il lavoratore è esposto all'azione dannosa dell'idrossido di ammonio.

Reattività

-Oltre al potenziale danno alla salute derivante dall'esposizione all'idrossido di ammonio, ci sono altre precauzioni che devono essere prese in considerazione quando si lavora con la sostanza.

-L'idrossido di ammonio può reagire con molti metalli, come: argento, rame, piombo e zinco. Inoltre reagisce con i sali di questi metalli per formare composti esplosivi e rilasciare gas idrogeno; che a sua volta è infiammabile ed esplosivo.

-Può reagire violentemente con acidi forti, ad esempio: acido cloridrico, acido solforico e acido nitrico. Inoltre reagisce allo stesso modo con dimetilsolfato e alogeni.

-Reagisce con basi forti, come idrossido di sodio e idrossido di potassio, producendo ammoniaca gassosa. Ciò può essere verificato osservando l'equilibrio in soluzione, in cui l'aggiunta di ioni OH ^- sposta l'equilibrio alla formazione di NH ₃ .

- I metalli di rame e alluminio, così come altri metalli zincati, non devono essere utilizzati quando si maneggia l'idrossido di ammonio, a causa della sua azione corrosiva su di essi.

applicazioni

Nel cibo

-Viene utilizzato come additivo in molti alimenti in cui agisce come agente lievitante, controllo del pH e agente di finitura per la superficie del cibo.

-L'elenco degli alimenti in cui viene utilizzato l'idrossido di ammonio è ampio e comprende prodotti da forno, formaggi, cioccolatini, caramelle e budini.

-L'idrossido di ammonio è classificato come sostanza innocua dalla FDA per la lavorazione degli alimenti, a condizione che vengano seguiti gli standard stabiliti.

-Nei prodotti a base di carne viene utilizzato come agente antimicrobico, potendo eliminare batteri come E. coli, riducendolo a livelli non rilevabili. I batteri si trovano nell'intestino dei bovini, adattandosi all'ambiente acido. Regolando il pH, l'idrossido di ammonio ostacola la crescita batterica.

terapeutica

-L'idrossido di ammonio ha diversi usi terapeutici, tra cui:

-La soluzione al 10% viene utilizzata come stimolante del riflesso respiratorio

-Esternamente si usa sulla pelle per il trattamento di punture e punture di insetti -Funge nel sistema digerente come antiacido e carminativo, cioè aiuta ad eliminare i gas.

Inoltre, è usato come rubefacente topico per il dolore muscoloscheletrico acuto e cronico. Come conseguenza dell'azione rubefacente dell'idrossido di ammonio, si verifica un aumento locale del flusso sanguigno, arrossamento e irritazione.

Industriale e varie

- Agisce nella riduzione degli NOx (gas altamente reattivi come l'ossido nitrico (NO) e il biossido di azoto (NO ₂ )) per le emissioni delle batterie e la riduzione degli NOx nelle emissioni dei camini.

-Viene utilizzato come plastificante; additivo per pitture e per il trattamento delle superfici.

-Aumenta la porosità dei capelli permettendo ai pigmenti coloranti di avere una maggiore penetrazione, che raggiunge una migliore finitura.

-L'idrossido di ammonio è utilizzato come agente antimicrobico nel trattamento delle acque reflue. Inoltre, è coinvolto nella sintesi della cloramina. Questa sostanza svolge una funzione simile al cloro nella depurazione dell'acqua delle piscine, avendo il vantaggio di essere meno tossica.

-Viene utilizzato come inibitore della corrosione nel processo di raffinazione del petrolio.

-Viene utilizzato come detergente in vari prodotti industriali e commerciali, essendo utilizzato su varie superfici, tra cui: acciaio inossidabile, porcellana, vetro e forno.

-Inoltre, viene utilizzato nella produzione di detergenti, saponi, prodotti farmaceutici e inchiostri.

Nell'agricoltura

Sebbene non venga somministrato direttamente come fertilizzante, l'idrossido di ammonio lo fa. L'ammoniaca è prodotta dall'azoto atmosferico con il metodo Haber-Bosch e viene trasportata refrigerata al di sotto del suo punto di ebollizione (-33 ºC) nei luoghi di utilizzo.

L'ammoniaca in pressione viene iniettata, sotto forma di vapore, nel terreno dove reagisce immediatamente con l'acqua edafica e passa sotto forma di ammoniaca (NH ₄ ⁺ ), che viene trattenuta nei siti di scambio cationico del suolo. Inoltre, viene prodotto idrossido di ammonio. Questi composti sono una fonte di azoto.

Insieme al fosforo e al potassio, l'azoto costituisce la triade dei principali nutrienti vegetali essenziali per la loro crescita.

Riferimenti

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