Sulfat de amoniu. Sulfat de amoniu (sulfat de amoniu) Nh4 2so4 denumirea substanței
Sulfatul de amoniu este o sare anorganică de amoniu a acidului sulfuric care conține 21% azot sub formă de cationi de amoniu și 24% sulf sub formă de anioni sulfat. Sulfatul de amoniu este adesea folosit ca îngrășământ pentru solul alcalin.
Sulfatul de amoniu apare sub formă de cristale incolore sau mici granule albe higroscopice.
Sulfatul de amoniu, cunoscut și sub numele de sulfat de diamoniu sau sare de acid sulfuric, este o substanță cristalină albă, inodoră, cu gust sărat. Compusul este ușor solubil în apă, dar insolubil în alcool sau acetonă.
Obținerea sulfatului de amoniu în condiții de laborator este posibilă prin expunerea unei soluții concentrate de H2SO4 la acid sulfuric concentrat 2NH3.
De asemenea, este posibil să se producă sulfat de amoniu prin introducerea de amoniac gazos în gazele fierbinți.
Sulfatul de amoniu se descompune atunci când este încălzit la 250°C. Dacă substanța este încălzită la o temperatură mai mare, se va descompune în amoniac, azot, dioxid de sulf și apă.
Aplicarea sulfatului de amoniu
Principala utilizare a sulfatului de amoniu este ca îngrășământ pentru solul alcalin. În sol, ionii de sulfat de amoniu sunt eliberați și formează o cantitate mică de acid, care coboară solul și, în același timp, saturează azotul necesar pentru o creștere mai bună a plantelor. Principalul dezavantaj al utilizării sulfatului de amoniu este conținutul scăzut de azot în comparație cu nitratul de amoniu.
Sulfatul de amoniu este, de asemenea, utilizat pe scară largă ca spray agricol și adjuvant pentru insecticide, erbicide și fungicide solubile în apă. Funcționează ca un liant pentru cationii de fier și calciu care sunt prezenți în apă și în celulele plantelor. Substanța este deosebit de eficientă ca adjuvant pentru erbicidele glifosat și glufosinat.
În biochimie, reprecipitarea cu sulfat de amoniu este o metodă de purificare a proteinelor. Sulfatul de amoniu este solubil în apă și, prin urmare, poate fi folosit pentru a crea soluții concentrate care pot purifica proteinele, provocând precipitarea lor concentrată. Este o metodă convenabilă și simplă pentru fracționarea amestecurilor complexe de proteine, motiv pentru care sulfatul de amoniu este utilizat ca ingredient în multe vaccinuri împotriva difteriei, tetanosului și pertussis.
În industria alimentară, sulfatul de amoniu este utilizat ca aditiv alimentar E517, care este folosit ca regulator de aciditate pentru făină și pâine și este considerat sigur pentru consum.
Sulfatul de amoniu este, de asemenea, utilizat pentru a produce alte săruri de amoniu, în special persulfatul de amoniu.
Explozivii de casă sunt fabricați folosind sulfat de amoniu.
Sulfatul de amoniu este o componentă a stingătoarelor cu pulbere și a ignifugelor.
Sulfatul de amoniu este foarte popular în Japonia, Asia de Sud-Est, precum și în nord-estul Chinei și în alte zone de creștere a orezului. Este folosit ca îngrășământ pentru cultivarea orezului, ceaiului, ierburilor, legumelor, fructelor și cerealelor. Sulfatul de amoniu este mai eficient decât ureea, bicarbonatul de amoniu, clorura de amoniu și nitratul de amoniu.
Ca aditivi pentru hrana animalelor, sulfatul de amoniu oferă rumegătoarelor nutrienți de azot neproteici. Sulfatul de amoniu este, de asemenea, utilizat în unele zone ale pisciculturii.
Proprietățile sulfatului de amoniu
Substanță cristalină insolubilă în acetonă, etanol și eter.
Densitatea sulfatului de amoniu este de 1,77 g la 1 ml, temperatura de depozitare este de 2-8 ° C, solubilitatea în apă este de 77 g la 100 ml.
Proprietatea principală a sulfatului de amoniu este stabilitatea sa, cu toate acestea, la contactul cu agenți oxidanți puternici, poate apărea un incendiu sau o explozie.
Daune ale sulfatului de amoniu
Inhalarea vaporilor de sulfat de amoniu poate provoca iritații severe și inflamații ale tractului respirator. Ingestia de sulfat de amoniu provoacă iritații ale tractului gastrointestinal, însoțite de greață, vărsături și diaree. Când sulfatul de amoniu intră în contact cu pielea sau ochii, pot apărea iritații, roșeață, mâncărime și durere.
Sulfatul de amoniu este sigur de utilizat în zone bine ventilate, folosind ochelari de protecție și măști integrale, cizme, mănuși, șorțuri sau salopete din materiale impermeabile, cum ar fi PVC.
arata tot
Proprietati fizice si chimice
Sulfat de amoniu (NH4)2SO4 - cristale incolore, densitate - 1,766 g/cm3. La temperaturi peste +100°C se descompune cu eliberarea de amoniac NH 3 și formarea mai întâi de NH 4 HSO 4, iar ulterior (NH 4) 2 S 2 O 7 și acid sulfanilic.
Solubilitate în apă: la 0°C - 70,5 g/100 g, la +25°C - 76,4 g/100 g, la +100°C - 101,7 g/100 g. Se oxidează la N 2 sub prin acțiunea de oxidare puternică agenți, de exemplu, permanganat de potasiu KMnO 4.
Sulfatul de amoniu conține:
- azot în fracțiune de masă în materie de substanță uscată - nu mai puțin de 21%;
- apă - 0,2%;
- acid sulfuric - nu mai mult de 0,03%.
Compoziția fracționată a îngrășământului:
- fracția de masă a fracțiilor mai mari de 0,5 mm - nu mai puțin de 80%;
- mai puțin de 6 mm - 100%.
Friabilitate - 100%.
Fracția de masă a reziduului insolubil în apă nu depășește 0,02%.
Aplicație
Agricultură
Sulfatul de amoniu în agricultură este folosit ca îngrășământ principal pentru diferite culturi.
Industrie
Sulfatul de amoniu în industria chimică este utilizat ca componentă a băii de precipitare în formarea fibrei de viscoză. În industria sticlei - ca aditiv la lotul de sticlă pentru a-și îmbunătăți fuzibilitatea.
Comportament în sol
Când se aplică pe sol, sulfatul de amoniu se dizolvă rapid și o parte semnificativă a cationilor NH 4 + intră în complexul de absorbție a solului. În același timp, o cantitate echivalentă de cationi deplasați trece în soluția de sol. În acest caz, ionul de amoniu își pierde mobilitatea. Acest lucru elimină riscul ca acesta să fie spălat în timpul leșierii solului.
Fiind într-o stare de schimb absorbită, ionii de amoniu sunt bine absorbiți de plante. (Imagine)
Datorită nitrificării, azotul de amoniu se transformă în formă de nitrat. Viteza de tranziție a azotului amoniac în azot nitrat depinde de condițiile necesare nitrificării: temperatură, aerare, umiditate, activitatea biologică și reacția solului. Unul dintre principalii factori care influențează viteza de nitrificare este gradul de cultivare a solului.
Îmbunătățirea și aciditatea crescută a solului inhibă nitrificarea. Calcararea solurilor acide accelerează semnificativ acest proces. După ce azotul de amoniu este transformat în azot azotat, acesta capătă toate proprietățile îngrășămintelor cu azot. Ca urmare a procesului de nitrificare, în sol se formează acid azotic și se eliberează acid sulfuric.
(NH 4 ) 2 SO 4 + 4O 2 → 2HNO 3 + H 2 SO 4 + 2H 2 O
În sol, acești acizi sunt neutralizați prin interacțiunea cu bicarbonații din soluția de sol și cationii complexului de absorbție a solului.
Neutralizarea acizilor minerali este însoțită de utilizarea soluției de bicarbonați ai solului și deplasarea bazelor din PPC de către hidrogen. Acest lucru slăbește capacitatea de tamponare a solurilor și crește aciditatea acestora.
O singură aplicare de sulfat de amoniu poate să nu afecteze reacția solului. Odată cu utilizarea sistematică a acestui îngrășământ, mediul solului poate deveni semnificativ acid. Gradul de acidificare crește cu capacitatea de tamponare mai mică a solurilor.
Aplicare pe diverse tipuri de sol
Când este utilizat pentru o perioadă lungă de timp, sulfatul de amoniu are un efect oxidant asupra solului.
Pe soluri acide
Efectul oxidant al acestui îngrășământ devine evident după doar câțiva ani. Pentru a regla reacția solului și pentru a spori efectul îngrășământului, se recomandă efectuarea de calcar sau neutralizarea sulfatului de amoniu înainte de a-l aplica pe sol. Pentru a face acest lucru, adăugați 1,3 chintale de var pe 1 chintală de îngrășământ.Pe soluri negre
aciditatea solului crește după 10-15 ani. Cu toate acestea, acidificarea cernoziomurilor nu are practic niciun efect asupra productivității, deoarece aceste tipuri de soluri au un conținut ridicat de humus, capacitate mare de tamponare și capacitate de absorbție.Pe soluri cu castani
iar sierozems nu există niciun motiv să ne temem de acidificarea solurilor carbonatice.Pe soluri ușoare
în zonele cu suficientă umiditate, sulfatul de amoniu este cel mai eficient datorită migrării slabe a amoniului.Metode de aplicare
Sulfatul de amoniu este cel mai potrivit pentru. Dar este, de asemenea, acceptabil să fie utilizat pentru culturi de cereale de iarnă de suprafață, fânețe și pășuni, precum și
DEFINIȚIE
Sulfat de amoniu este o substanță albă (Fig. 1), ale cărei cristale se descompun la încălzire.
Este foarte solubil în apă (hidrolizează în cation). Nu formează hidrați cristalini.
Orez. 1. Sulfat de amoniu. Aspect.
Tabelul 1. Proprietățile fizice ale sulfatului de amoniu.
Prepararea sulfatului de amoniu
Există metode industriale și de laborator pentru producerea sulfatului de amoniu. În primul caz, se utilizează reacția de neutralizare a acidului sulfuric cu amoniacul sintetic. În plus, gazele de ardere de la centralele electrice și producția de acid sulfuric sunt folosite ca materii prime pentru producerea acestei substanțe.
Principala metodă de laborator pentru producerea sulfatului de amoniu este reacția dintre acidul sulfuric concentrat și amoniac:
H2S04 + 2NH3 = (NH4)2S04.
Proprietățile chimice ale sulfatului de amoniu
Sulfatul de amoniu este o sare medie formată dintr-o bază slabă - hidroxid de amoniu (NH 4 OH) și un acid tare - acid sulfuric (H 2 SO 4) Se hidrolizează în cation. Natura soluției apoase de sulfat de amoniac este acidă. Ecuația de hidroliză va arăta astfel:
(NH4)2S04↔ 2NH4+ + SO42-;
NH4 + + SO42- + HOH ↔ NH4OH + SO42- + H +;
(NH 4 ) 2 SO 4 + 2HOH ↔ 2NH 4 OH + H 2 SO 4.
Sulfatul de amoniu intră în reacții de schimb cu acizi, alcalii și alte săruri:
(NH4)2S04 + H2S04 (conc) = 2NH4HS04;
(NH4)2S04 + 2NaOH conc = Na2S04 + 2NH3 + 2H20;
(NH4)2S04 + BaCl2 = BaS04↓ + 2NH4CI.
Sulfatul de amoniu este oxidat de permanganat de potasiu și dicromat de potasiu:
(NH4)2S04 + 2KMn04 = 2MnO2↓ + N2 + 4H20;
(NH4)2S04 + K2Cr2O7 = N2 + Cr2O3 + K2SO4 + 4H20 (t = 250 - 350 o C).
Când este încălzit la o temperatură de 235 - 357 o C, sulfatul de amoniu se descompune în hidrogen sulfat de amoniu și amoniac:
(NH4)2S04 = NH4HS04 + NH3.
Aplicarea sulfatului de amoniu
Sulfatul de amoniu a găsit o largă aplicație în diverse industrii, precum producția de îngrășăminte minerale, textile (fibră de viscoză), stingătoare cu pulbere, precum și în industria alimentară (aditiv E517) și biochimie.
Exemple de rezolvare a problemelor
EXEMPLUL 1
EXEMPLUL 2
| Exercițiu | Calculați masa de acid sulfuric care va fi necesară pentru a obține sulfat de amoniu cu o greutate de 7,9 g prin reacția cu amoniacul. |
| Soluţie | Să scriem ecuația pentru reacția dintre acidul sulfuric și amoniac pentru a forma sulfatul de amoniu: 2NH3 + H2S04 = (NH4)2S04. Să calculăm numărul de moli de sulfat de amoniu (masă molară - 132 g/mol): n ((NH4)2S04) = m ((NH4)2S04) / M ((NH4)2S04); n ((NH4)2S04) = 7,9/132 = 0,06 mol. Conform ecuației reacției n((NH 4) 2 SO 4): n(H 2 SO 4) = 1:1, ceea ce înseamnă n(H2S04) = n((NH4)2S04) = 0,06 mol. Masa de acid sulfuric care este necesară pentru a obține sulfat de amoniu prin reacția cu amoniacul este egală cu (masă molară - 98 g/mol): m (H2S04) = n (H2S04) × M (H2S04); m (H2S04) = 0,06 × 98 = 5,88 g. |
| Răspuns | Masa acidului sulfuric este de 5,88 g. |
Densitate 1,769 g/cm³. Punct de topire - 235-280 ° C, temperatura de descompunere - 218 ° C.
Formula chimică: (NH 4) 2 SO 4.
În industrie, sulfatul de amoniu se obține sub formă de cristale prin reacția amoniacului și acidului sulfuric, fie direct, fie prin oximarea ciclohexanonei și neutralizarea esterului sulfat și acidului sulfuric liber cu amoniac, ca urmare a rearanjarii Beckmann în producție. de caprolactamă.
Sulfatul de amoniu este, de asemenea, un produs al captării amoniacului de către acidul sulfuric în timpul cocsării cărbunelui, în industria metalurgică și în producția de caprolactamă. Conform procesului de producție, sulfatul de cocs și sulfatul de amoniu metalurgic au impurități semnificative de compuși, chiar și metale grele.
Aplicarea sulfatului de amoniu.
Agricultură.
Sulfatul de amoniu este unul dintre îngrășămintele minerale azot-sulfuroase utilizate pe scară largă în agricultură; conține 21% azot sub formă de amoniu și 24% sulf. Higroscopicitatea sa este slabă, astfel încât în timpul depozitării pe termen lung nu se încurcă și își păstrează curgerea. Oferă o creștere semnificativă a randamentului de ceai, secară, cartofi, bumbac, orez, ovăz, sfeclă de zahăr. Concurează cu succes cu cele mai bune îngrășăminte cu azot. Sulfatul de amoniu, datorită formei de amoniu a azotului, compatibil cu sulful, previne acumularea de nitrați de 3 ori, reduce conținutul de radionuclizi din plante de 2 ori. Poate fi folosit în zone contaminate.
Se foloseste pentru toate culturile agricole (de la cartofi la citrice) pe soluri negre si gri. Îngrășământul are o calitate valoroasă - capacitate scăzută de migrare, deoarece cationul de amoniu este absorbit activ de sol și acesta îl protejează de spălare. Prin urmare, se recomandă aplicarea sulfatului de amoniu pe soluri ușoare, în timpul irigațiilor, adică. unde există pericolul potențial de pierdere a azotului de îngrășământ din cauza fenomenelor de migrație. Azotul de amoniu din sulfatul de amoniu este absorbit de plante. Sulful este necesar pentru nutriția tuturor culturilor, deoarece face parte din unii aminoacizi esențiali sintetizați de plante.
În biochimie, reprecipitarea cu sulfat de amoniu este o metodă comună pentru purificarea proteinelor.
În industria alimentară, emulgatorul E517 este înregistrat ca aditiv alimentar.
În agenții de stingere a incendiilor, sulfatul de amoniu este utilizat ca ignifug.
Se folosește în tehnologia de clorurare a apei cu amoniație, se introduce în apa tratată cu câteva secunde înainte de clor, cu clorul formează cloramine - clor liber de legare, datorită cărora se reduce semnificativ formarea de organoclorură dăunătoare organismului uman. , se reduce consumul de clor, iar coroziunea conductelor de apă este redusă.
În industria minieră, sulfatul de amoniu este introdus în compoziția explozivului ca componentă de formare a gelului în timpul tratării preventive a țepilor pentru a reduce inflamabilitatea și a elimina pericolul de aprindere spontană.
Sulfatul de amoniu este, de asemenea, utilizat pentru producerea de:
- erbicide;
- hrana animalelor;
- pansament de piele;
- izolatie constructii.
Cerințe de siguranță pentru sulfatul de amoniu (sulfat de amoniu) GOST 9097-82.
Sulfatul de amoniu este o substanță neinflamabilă. Când este încălzit la 235 ° C, se poate descompune, eliberând amoniac și trioxid de sulf. Pentru a vă proteja împotriva prafului, utilizați un respirator pentru praf și mănuși de pânză.