The amonium karbonat adalah nitrogen garam anorganik, amonia khusus, rumus kimia (NH 4 ) 2 CO 3 . Itu dibuat dengan metode sintetis, di antaranya sublimasi campuran amonium sulfat dan kalsium karbonat menonjol: (NH 4 ) 2 SO 4 (s) + CaCO 3 (s) => (NH 4 ) 2 CO 3 (s) + CaSO 4 (s).
Umumnya, garam amonium dan kalsium karbonat dipanaskan dalam bejana untuk menghasilkan amonium karbonat. Metode industri yang menghasilkan berton-ton garam ini terdiri dari melewatkan karbon dioksida melalui kolom absorpsi yang mengandung larutan amonium dalam air, dilanjutkan dengan distilasi.
Uap yang mengandung amonium, karbondioksida dan air mengembun membentuk kristal amonium karbonat: 2NH 3 (g) + H 2 O (l) + CO 2 (g) → (NH 4 ) 2 CO 3 (s) ). Dalam reaksinya, asam karbonat, H 2 CO 3 , diproduksi setelah karbon dioksida dilarutkan dalam air, dan asam inilah yang melepaskan dua protonnya, H + , menjadi dua molekul amonia.
Sifat fisik dan kimia
Ini adalah padatan putih, kristal, tidak berwarna dengan bau dan rasa amonia yang kuat. Ia meleleh pada suhu 58ºC, terurai menjadi amonia, air dan karbon dioksida: persis persamaan kimia sebelumnya tetapi dalam arah yang berlawanan.
Namun, penguraian ini terjadi dalam dua langkah: pertama sebuah molekul NH 3 dilepaskan , menghasilkan amonium bikarbonat (NH 4 HCO 3 ); dan kedua, jika pemanasan terus berlanjut, karbonat menjadi tidak proporsional dan melepaskan lebih banyak gas amonia.
Ini adalah padatan yang sangat larut dalam air dan kurang larut dalam alkohol. Ini membentuk ikatan hidrogen dengan air, dan ketika 5 gram dilarutkan dalam 100 gram air, menghasilkan larutan basa dengan pH sekitar 8,6.
Afinitasnya yang tinggi terhadap air menjadikannya padatan higroskopis (menyerap kelembapan), dan oleh karena itu sulit menemukannya dalam bentuk anhidrat. Faktanya, bentuk monohidrasinya, (NH 4 ) 2 CO 3 · H 2 O), adalah yang paling umum dari semuanya dan menjelaskan bagaimana garam membawa gas amonia, yang menyebabkan bau.
Di udara itu terurai untuk menghasilkan amonium bikarbonat dan amonium karbonat (NH 4 NH 2 CO 2 ).
Struktur kimia
Gambar atas menggambarkan struktur kimia amonium karbonat. Di tengah adalah anion CO 3 2– , segitiga datar dengan pusat hitam dan bola merah; dan pada kedua sisinya, kation amonium NH 4 + dengan geometri tetrahedral.
Geometri ion amonium dijelaskan oleh hibridisasi sp 3 dari atom nitrogen, mengatur atom hidrogen (bola putih) di sekitarnya dalam bentuk tetrahedron. Di antara tiga ion, interaksi dibentuk oleh ikatan hidrogen (H 3 N-H- O-CO 2 2– ).
Berkat geometrinya, anion CO 3 2– dapat membentuk hingga tiga ikatan hidrogen; sedangkan kation NH 4 + mungkin tidak dapat membentuk empat ikatan hidrogen yang sesuai karena tolakan elektrostatis antara muatan positifnya.
Hasil dari semua interaksi ini adalah kristalisasi sistem ortorombik. Mengapa sangat higroskopis dan larut dalam air? Jawabannya ada dalam paragraf yang sama di atas: ikatan hidrogen.
Interaksi ini bertanggung jawab atas penyerapan cepat air dari garam anhidrat untuk membentuk (NH 4 ) 2 CO 3 · H 2 O). Hal ini menyebabkan perubahan dalam pengaturan spasial ion, dan akibatnya, pada struktur kristal.
Keingintahuan struktural
Sesederhana kelihatannya (NH 4 ) 2 CO 3 , ia sangat sensitif terhadap transformasi yang tak terhitung jumlahnya sehingga strukturnya merupakan subjek misteri untuk komposisi sebenarnya dari padatan. Struktur ini juga bervariasi sesuai dengan tekanan yang mempengaruhi kristal.
Beberapa penulis telah menemukan bahwa ion disusun sebagai rantai koplanar berikatan hidrogen (yaitu, rantai dengan urutan NH 4 + -CO 3 2– -…) di mana molekul air mungkin berfungsi sebagai penghubung ke yang lain. rantai.
Lebih jauh, melampaui langit terestrial, seperti apakah kristal-kristal ini di ruang angkasa atau kondisi antarbintang? Bagaimana komposisinya dalam kaitannya dengan kestabilan spesies karbonat? Ada penelitian yang mengkonfirmasi stabilitas besar dari kristal-kristal ini yang terperangkap dalam massa es dan komet planet.
Ini memungkinkan mereka untuk bertindak sebagai cadangan karbon, nitrogen, dan hidrogen, yang menerima radiasi matahari, dapat diubah menjadi bahan organik seperti asam amino.
Dengan kata lain, balok-balok amonia yang membeku ini bisa menjadi pembawa "roda yang memulai mesin kehidupan" di alam semesta. Karena alasan inilah, minatnya pada bidang astrobiologi dan biokimia semakin meningkat.
Aplikasi
Ini digunakan sebagai agen ragi, karena ketika dipanaskan menghasilkan karbon dioksida dan gas amonium. Amonium karbonat, jika Anda mau, adalah pendahulu dari baking powder modern dan dapat digunakan untuk memanggang kue kering dan roti pipih.
Namun, tidak disarankan untuk memanggang kue. Karena ketebalan kuenya, gas amonium terperangkap di dalamnya dan menghasilkan rasa yang tidak enak.
Ini digunakan sebagai ekspektoran, yaitu meredakan batuk dengan menghilangkan saluran bronkial. Ini memiliki aksi fungisida, digunakan untuk alasan ini di bidang pertanian. Ini juga merupakan pengatur keasaman yang ada dalam makanan dan digunakan dalam sintesis organik urea dalam kondisi tekanan tinggi, dan hidantoin.
Resiko
Amonium karbonat sangat beracun. Menghasilkan iritasi akut pada rongga mulut pada manusia saat bersentuhan.
Selain itu, jika tertelan menyebabkan iritasi lambung. Tindakan serupa diamati pada mata yang terpapar amonium karbonat.
Menghirup gas hasil dekomposisi garam dapat mengiritasi hidung, tenggorokan, dan paru-paru, menyebabkan batuk dan gangguan pernapasan.
Paparan akut amonium karbonat pada anjing puasa dengan dosis 40 mg / kg berat badan menyebabkan muntah dan diare. Dosis amonium karbonat yang lebih tinggi (200 mg / kg berat badan) seringkali mematikan. Kerusakan jantung diindikasikan sebagai penyebab kematian.
Jika dipanaskan sampai suhu yang sangat tinggi dan di udara oksigen diperkaya, ia melepaskan beracun NO 2 gas .
Referensi
- PubChem. (2018). Amonium Karbonat. Diperoleh pada 25 Maret 2018, dari PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Portal Kimia Organik. ((2009-2018)). Reaksi Bucherer-Bergs. Diperoleh pada 25 Maret 2018, dari Portal Kimia Organik: www.organic-chemistry.org
- Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Reaksi kimia di bawah tekanan sangat tinggi: sintesis urea dari amonium karbonat padat. Review of Physical Chemistry of Japan, 21: 32-40
- Fortes, AD, Wood, IG, Alfè, D., Hernández, ER, Gutmann, MJ, & Sparkes, HA (2014). Struktur, ikatan hidrogen dan ekspansi termal amonium karbonat monohidrat. Acta Crystallographica Bagian B, Ilmu Struktural, Teknik Kristal dan Material, 70 (Pt6), 948–962.
- Wikipedia. (2018). Amonium karbonat. Diperoleh pada 25 Maret 2018, dari Wikipedia: en.wikipedia.org
- Perusahaan Kimia. (2018). Perusahaan Kimia. Diperoleh pada 25 Maret 2018, dari The Chemical Company: thechemco.com