AMMONIUM ION (NH4 +): PORMULA, MGA KATANGIAN AT GAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang ammonium ion ay isang positibong sisingilin polyatomic cation na ang kemikal na formula ay NH ₄ ⁺ . Ang molekula ay hindi patag, ngunit hugis tulad ng isang tetrahedron. Ang apat na hydrogen atoms ay bumubuo sa apat na sulok.

Ang Ammonia nitrogen ay may isang hindi nakakapares na pares ng mga electron na may kakayahang tumanggap ng isang proton (base ng Lewis), samakatuwid ang ammonium ion ay nabuo sa pamamagitan ng protonation ng ammonia ayon sa reaksyon: NH ₃ + H ⁺ → NH ₄ ⁺

Larawan 1: Istraktura ng ammonium ion.

Ang pangalang ammonium ay binibigyan din ng mga substitut na amina o mga substation na ammonium cations. Halimbawa, ang methylammonium chloride ay isang ionic salt ng formula CH ₃ NH ₄ Cl kung saan nakakabit ang chloride ion sa isang methylamine.

Ang ammonium ion ay may mga katangian na halos kapareho sa mas mabibigat na mga metal na alkali at madalas na itinuturing na malapit na kamag-anak. Inaasahang mag-uugali ang Amonium na may isang metal sa napakataas na presyur, tulad ng sa loob ng mga higanteng planeta ng gas tulad ng Uranus at Neptune.

Ang ammonium ion ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa synt synthesis sa katawan ng tao. Sa madaling sabi, ang lahat ng mga nabubuhay na bagay ay nangangailangan ng mga protina, na binubuo ng halos 20 iba't ibang mga amino acid. Habang ang mga halaman at microorganism ay maaaring synthesize ang karamihan sa mga amino acid mula sa nitrogen sa kapaligiran, ang mga hayop ay hindi.

Para sa mga tao, ang ilang mga amino acid ay hindi maaaring synthesized sa lahat at dapat na natupok bilang mahahalagang amino acid.

Ang iba pang mga amino acid, gayunpaman, ay maaaring synthesized ng mga microorganism sa gastrointestinal tract sa tulong ng mga ammonia ion. Sa gayon, ang molekula na ito ay isang pangunahing pigura sa siklo ng nitrogen at sa synt synthesis.

Ari-arian

Solubility at molekular na timbang

Ang ammonium ion ay may bigat na molekular na 18.039 g / mol at isang solubility na 10.2 mg / ml ng tubig (National Center for Biotechnology Information, 2017). Ang pag-alis ng ammonia sa tubig ay bumubuo ng ammonium ion ayon sa reaksyon:

NH ₃ + H ₂ O → NH ₄ ⁺ + OH ^-

Pinatataas nito ang konsentrasyon ng hydroxyl sa daluyan sa pamamagitan ng pagtaas ng pH ng solusyon (Royal Society of Chemistry, 2015).

Mga katangian ng base ng acid

Ang ammonium ion ay may pKb na 9.25. Nangangahulugan ito na sa pH na mas mataas kaysa sa halagang ito ay magkakaroon ito ng pag-uugali ng acid at sa mas mababang pH ay magkakaroon ito ng isang pangunahing pag-uugali.

Halimbawa, kapag natutunaw ang ammonia sa acetic acid (pKa = 4.76), ang libreng elektron na pares ng nitrogen ay tumatagal ng isang proton mula sa daluyan, pinatataas ang konsentrasyon ng mga ion ng hydroxide alinsunod sa equation:

NH ₃ + CH ₃ COOH ⇌ NH ₄ ⁺ + CH ₃ COO ^-

Gayunpaman, sa pagkakaroon ng isang malakas na base, tulad ng sodium hydroxide (pKa = 14.93), ang ammonium ion ay nagbibigay ng isang proton sa daluyan ayon sa reaksyon:

NH ₄ ⁺ + NaOH ⇌ NH ₃ + Na ⁺ + H ₂ O

Sa konklusyon, sa pH mas mababa sa 9.25, ang nitrogen ay protonated, habang sa pH na mas malaki kaysa sa halaga na ito ay maubos. Ito ay pinakamahalaga sa pag-unawa sa mga curve ng titration at pag-unawa sa pag-uugali ng mga sangkap tulad ng mga amino acid.

Mga asing-gamot na amonium

Ang isa sa mga pinaka-katangian na katangian ng ammonia ay ang kapangyarihan nitong pagsamahin nang direkta sa mga acid upang makabuo ng mga asing-gamot depende sa reaksyon:

NH ₃ + HX → NH ₄ X

Sa gayon, sa hydrochloric acid ito ay bumubuo ng ammonium chloride (NH ₄ Cl); Sa nitric acid, ammonium nitrate (NH ₄ NO ₃ ), na may carbonic acid ay bubuo ito ng ammonium carbonate ((NH ₄ ) ₂ CO ₃ ) atbp.

Ipinakita na ang perpektong tuyong ammonia ay hindi pagsamahin nang perpektong dry hydrochloric acid, kinakailangan ang kahalumigmigan upang ma-provoke ang reaksyon (VIAS Encyclopedia, 2004).

Karamihan sa mga simpleng asing-gamot na asin ay napaka natutunaw sa tubig. Ang isang pagbubukod ay ammonium hexachloroplatinate, ang pagbuo ng kung saan ay ginagamit bilang isang pagsubok para sa ammonium. Ang mga asing-gamot ng ammonium nitrate at lalo na ang perchlorate ay lubos na sumasabog, sa mga kasong ito ang ammonium ay ang pagbabawas ng ahente.

Sa isang hindi pangkaraniwang proseso, ang mga ammonons ay bumubuo ng isang amalgam. Ang ganitong mga species ay inihanda ng electrolysis ng isang ammonium solution gamit ang isang mercury cathode. Ang amalgam na ito ay kalaunan ay bumagsak upang ilabas ang ammonia at hydrogen (Johnston, 2014).

Ang isa sa mga pinakasikat na asing-gamot na ammonium ay ammonium hydroxide, na simpleng ammonia na natunaw sa tubig. Ang tambalang ito ay napaka-pangkaraniwan at matatagpuan nang natural sa kapaligiran (sa hangin, tubig, at lupa) at sa lahat ng mga halaman at hayop, kabilang ang mga tao.

Aplikasyon

Ang amonium ay isang mahalagang mapagkukunan ng nitrogen para sa maraming mga species ng halaman, lalo na sa mga lumalaki sa mga hypoxic na lupa. Gayunpaman, nakakalason din ito sa karamihan sa mga species ng pananim at bihirang inilalapat bilang nag-iisang mapagkukunan ng nitrogen (Database, Human Metabolome, 2017).

Ang Nitrogen (N), na nakagapos sa mga protina sa patay na biomass, ay natupok ng mga microorganism at na-convert sa mga ammonons na ion (NH4 +) na maaaring mahuli nang direkta ng mga ugat ng mga halaman (hal. Bigas).

Ang mga ions ion ay karaniwang na-convert sa mga nitrite ion (NO2-) ng mga bakterya na nitrosomonas, na sinusundan ng pangalawang pag-convert sa nitrate (NO3-) ng bakterya ng Nitrobacter.

Ang tatlong pangunahing mapagkukunan ng nitrogen na ginamit sa agrikultura ay urea, ammonium, at nitrate. Ang biological na oksihenasyon ng ammonium hanggang nitrate ay kilala bilang nitrification. Ang prosesong ito ay nagsasangkot ng ilang mga hakbang at pinagsama sa pamamagitan ng obligadong aerobic, autotrophic bacteria.

Sa mga baha na lupa, ang pag-oksiheno ng NH4 + ay pinigilan. Ang Urea ay nasira ng enzyme urease o chemically hydrolyzed sa ammonia at CO2.

Sa hakbang sa ammonification, ang ammonia ay na-convert sa pamamagitan ng ammonifying bacteria sa ammonium ion (NH4 +). Sa susunod na hakbang ang ammonium ay na-convert sa pamamagitan ng nitrifying bacteria sa nitrate (nitrification).

Ang mataas na mobile form na ito ng nitrogen ay pinaka-hinihigop ng mga ugat ng halaman, pati na rin ang mga microorganism sa lupa.

Upang isara ang siklo ng nitrogen, ang gasolina ng nitrogen sa kalangitan ay na-convert sa nitrogen ng biomass ng mga bakterya ng Rhizobium na nakatira sa mga tisyu ng ugat ng mga legume (hal. Alfalfa, mga gisantes at beans) at legumes (tulad ng alder). at sa pamamagitan ng cyanobacteria at Azotobacter (Sposito, 2011).

Sa pamamagitan ng ammonium (NH4 +), ang mga halaman ng aquatic ay maaaring sumipsip at isama ang nitrogen sa mga protina, amino acid at iba pang mga molekula. Ang mataas na konsentrasyon ng ammonia ay maaaring dagdagan ang paglaki ng mga algae at aquatic na halaman.

Ammonium hydroxide at iba pang mga asing-gamot na ammonium ay malawakang ginagamit sa pagproseso ng pagkain. Ang regulasyon ng Pagkain at Gamot (FDA) ay nagsasaad na ligtas ang ammonium hydroxide ("pangkalahatang kinikilala bilang ligtas" o GRAS) bilang isang lebadura, pH control ahente, at pagtatapos ng ahente. mababaw sa pagkain.

Ang listahan ng mga pagkain na kung saan ang ammonium hydroxide ay ginagamit bilang isang direktang additive ng pagkain ay malawak at kasama ang mga inihurnong kalakal, keso, tsokolate, iba pang mga produktong confectionery (hal. Kendi), at puding. Ginagamit din ang ammonium hydroxide bilang isang antimicrobial agent sa mga produktong karne.

Ang amonia sa iba pang mga form (hal. Ammonium sulfate, ammonium alginate) ay ginagamit sa mga condiments, soy protein isolates, meryenda, jam at jellies, at mga di-alkohol na inuming (PNA potassium nitrate na asosasyon, 2016).

Ang pagsukat ng ammonium ay ginagamit sa pagsubok ng RAMBO, partikular na kapaki-pakinabang sa pag-diagnose ng sanhi ng acidosis (Test ID: RAMBO Ammonium, Random, Urine, SF). Kinokontrol ng kidney ang acid excretion at balanse ng systemic acid-base.

Ang pagpapalit ng dami ng ammonia sa ihi ay isang mahalagang paraan para sa mga bato na gawin ito. Ang pagsukat ng antas ng ammonia sa ihi ay maaaring magbigay ng pananaw sa sanhi ng isang kaguluhan ng balanse ng balanse ng acid sa mga pasyente.

Ang antas ng ammonia sa ihi ay maaari ring magbigay ng maraming impormasyon tungkol sa pang-araw-araw na produksyon ng acid sa isang naibigay na pasyente. Yamang ang karamihan sa pag-load ng acid ng isang indibidwal ay nagmula sa ingested protein, ang dami ng ammonia sa ihi ay isang mahusay na tagapagpahiwatig ng paggamit ng protina sa pagkain.

Ang mga pagsukat sa ammonia ng ihi ay maaaring maging kapaki-pakinabang lalo na para sa diagnosis at paggamot ng mga pasyente na may mga bato sa bato:

• Ang mataas na antas ng ammonia sa ihi at isang mababang ihi ng ihi ay nagmumungkahi ng patuloy na pagkalugi sa gastrointestinal. Ang mga pasyente na ito ay nasa panganib para sa uric acid at calcium oxalate vato.
• Ang isang maliit na ammonia sa ihi at mataas na ihi ng pH ay nagmumungkahi ng bato na tubular acidosis. Ang mga pasyente na ito ay nasa panganib para sa mga kaltsyum na pospeyt na bato.
• Ang mga pasyente na may calcium oxalate at mga calcium phosphate na bato ay madalas na ginagamot sa citrate upang itaas ang ihi citrate (isang likas na inhibitor ng calcium oxalate at paglaki ng calcium phosphate crystal).

Gayunpaman, dahil ang citrate ay na-metabolize sa bicarbonate (isang base), ang gamot na ito ay maaari ring dagdagan ang pH ng ihi. Kung ang ihi pH ay masyadong mataas na may paggamot sa citrate, ang panganib ng mga kaltsyum na pospeyt na bato ay maaaring hindi sinasadyang nadagdagan.

Ang pagsubaybay sa ihi para sa ammonia ay isang paraan upang i-titrate ang citrate dosis at maiwasan ang problemang ito. Ang isang mahusay na panimulang dosis ng citrate ay tungkol sa kalahati ng excretion ng ammonium sa ihi (sa mEq ng bawat isa).

Ang epekto ng dosis na ito sa mga halaga ng ihi ammonium, citrate at pH ay maaaring masubaybayan at nababagay ang citrate dosis batay sa tugon. Ang isang patak sa ammonia ng ihi ay dapat ipahiwatig kung ang kasalukuyang citrate ay sapat na sa bahagyang (ngunit hindi ganap) na naka-offset ang pang-araw-araw na pag-load ng acid ng naibigay na pasyente.

Mga Sanggunian

1. Database, Human Metabolome. (2017, Marso 2). Ipinapakita ang metabocard para sa Ammonium. Nabawi mula sa: hmdb.ca.
2. Johnston, FJ (2014). Salt salt. Nakuha mula sa accessscience: accessscience.com.
3. National Center para sa Impormasyon sa Biotechnology. (2017, Pebrero 25). PubChem Compound Database; CID = 16741146. Nakuha mula sa PubChem.
4. Samahan ng potasa ng potasa ng PNA. (2016). Nitrate (NO3-) laban sa ammonium (NH4 +). nakuha mula sa kno3.org.
5. Royal Society of Chemistry. (2015). Amium na ion. Nabawi mula sa chemspider: chemspider.com.
6. Sposito, G. (2011, Setyembre 2). Lupa. Nabawi mula sa encyclopedia britannica: britannica.com.
7. Pagsubok ng ID: RAMBO Ammonium, Random, ihi. (SF). Nabawi mula sa encyclopedia ng ensiklopedyaomedicallaboratorie.com.
8. Encyclopedia ng VIAS. (2004, Disyembre 22). Mga Ammonium Salts. Nabawi mula sa encyclopedia vias.org.