- Propriedades físicas e químicas
- Estrutura química
- Curiosidades estruturais
- Formulários
- Riscos
- Referências
O carbonato de amônio é um sal inorgânico de nitrogênio, especificamente amoniacal, de fórmula química (NH 4) 2 CO 3. É realizada por métodos sintéticos, dentre os quais se destaca a sublimação de uma mistura de sulfato de amônio e carbonato de cálcio: (NH 4) 2 SO 4 (s) + CaCO 3 (s) => (NH 4) 2 CO 3 (s) + CaSO 4 (s).
Geralmente, os sais de carbonato de amônio e cálcio são aquecidos em um recipiente para produzir o carbonato de amônio. O método industrial de produção de toneladas desse sal consiste na passagem do gás carbônico por uma coluna de absorção contendo uma solução de amônio em água, seguida da destilação.
Os vapores contendo amoníaco, dióxido de carbono e a água condensar a forma de cristais de carbonato de amónio: 2NH 3 (g) + H 2 O (l) + CO 2 (g) → (NH 4) 2 CO 3 (s) Na reação, o ácido carbônico, H 2 CO 3, é produzido após a dissolução do dióxido de carbono na água, e é esse ácido que cede seus dois prótons, H +, a duas moléculas de amônia.
Propriedades físicas e químicas
É um sólido branco, cristalino e incolor com fortes odores e sabores de amônia. Ele derrete a 58ºC, se decompondo em amônia, água e dióxido de carbono: exatamente a equação química anterior, mas na direção oposta.
No entanto, essa decomposição ocorre em duas etapas: primeiro, uma molécula de NH 3 é liberada, produzindo bicarbonato de amônio (NH 4 HCO 3); e, segundo, se o aquecimento continuar, o carbonato é desproporcional, liberando ainda mais amônia gasosa.
É um sólido muito solúvel em água e menos solúvel em álcoois. Forma ligações de hidrogênio com a água e, quando 5 gramas são dissolvidos em 100 gramas de água, gera uma solução básica com pH em torno de 8,6.
Sua alta afinidade pela água o torna um sólido higroscópico (absorve umidade) e, portanto, é difícil encontrá-lo em sua forma anidra. Na verdade, sua forma monohidratada, (NH 4) 2 CO 3 · H 2 O), é a mais comum de todas e explica como o sal carrega o gás amônia, que causa odor.
No ar, ele se decompõe para gerar bicarbonato de amônio e carbonato de amônio (NH 4 NH 2 CO 2).
Estrutura química
A imagem superior ilustra a estrutura química do carbonato de amônio. No meio está o ânion CO 3 2–, o triângulo achatado com um centro preto e esferas vermelhas; e em seus dois lados, os cátions amônio NH 4 + com geometrias tetraédricas.
A geometria do íon amônio é explicada pela hibridização sp 3 do átomo de nitrogênio, organizando os átomos de hidrogênio (as esferas brancas) ao seu redor na forma de um tetraedro. Entre os três íons, as interações são estabelecidas por ligações de hidrogênio (H 3 N-H- O-CO 2 2–).
Graças à sua geometria, um único ânion CO 3 2– pode formar até três ligações de hidrogênio; enquanto os cátions NH 4 + podem não ser capazes de formar suas quatro ligações de hidrogênio correspondentes devido às repulsões eletrostáticas entre suas cargas positivas.
O resultado de todas essas interações é a cristalização de um sistema ortorrômbico. Por que é tão higroscópico e solúvel em água? A resposta está no mesmo parágrafo acima: ligações de hidrogênio.
Essas interações são responsáveis pela rápida absorção de água do sal anidro para formar (NH 4) 2 CO 3 · H 2 O). Isso resulta em mudanças no arranjo espacial dos íons e, consequentemente, na estrutura cristalina.
Curiosidades estruturais
Tão simples quanto (NH 4) 2 CO 3 parece, é tão sensível a inúmeras transformações que sua estrutura é um mistério sujeito à verdadeira composição do sólido. Essa estrutura também varia de acordo com as pressões que afetam os cristais.
Alguns autores descobriram que os íons são arranjados como cadeias coplanares ligadas por hidrogênio (isto é, uma cadeia com uma sequência NH 4 + -CO 3 2– -…) em que as moléculas de água provavelmente servem como ligantes para outras. correntes.
Além disso, transcendendo o céu terrestre, como são esses cristais no espaço ou nas condições interestelares? Quais são suas composições em termos de estabilidades das espécies carbonáticas? Existem estudos que confirmam a grande estabilidade desses cristais aprisionados em cometas e massas de gelo planetárias.
Isso permite que atuem como reservas de carbono, nitrogênio e hidrogênio, que, recebendo a radiação solar, podem ser transformadas em matéria orgânica, como os aminoácidos.
Em outras palavras, esses blocos de amônia congelada poderiam ser os portadores da "roda que inicia a máquina da vida" no cosmos. Por essas razões, seu interesse pelo campo da astrobiologia e bioquímica está crescendo.
Formulários
É utilizado como fermento, pois quando aquecido produz os gases dióxido de carbono e amônio. O carbonato de amônio é, se você quiser, um precursor dos modernos produtos para fermento em pó e pode ser usado para assar biscoitos e pão sírio.
No entanto, não é recomendado para assar bolos. Devido à espessura dos bolos, os gases de amônio ficam presos em seu interior e produzem um sabor desagradável.
É utilizado como expectorante, ou seja, alivia a tosse ao descongestionar os brônquios. Possui ação fungicida, sendo utilizado por este motivo na agricultura. É também um regulador da acidez presente nos alimentos e é utilizado na síntese orgânica da ureia em condições de alta pressão e das hidantoínas.
Riscos
O carbonato de amônio é altamente tóxico. Produz irritação aguda da cavidade oral em humanos em contato.
Além disso, se for ingerido, causa irritação gástrica. Uma ação semelhante é observada em olhos expostos ao carbonato de amônio.
A inalação dos gases da decomposição do sal pode irritar o nariz, a garganta e os pulmões, causando tosse e dificuldade respiratória.
A exposição aguda de cães em jejum ao carbonato de amônio na dose de 40 mg / kg de peso corporal causa vômito e diarréia. Doses mais altas de carbonato de amônio (200 mg / kg de peso corporal) costumam ser letais. Uma lesão cardíaca é indicada como a causa da morte.
Se aquecido a temperaturas muito altas e em ar enriquecido com oxigênio, ele libera gases tóxicos de NO 2.
Referências
- PubChem. (2018). Carbonato de amônio. Recuperado em 25 de março de 2018, de PubChem: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Portal de Química Orgânica. ((2009-2018)). Reação de Bucherer-Bergs. Recuperado em 25 de março de 2018, do Portal de Química Orgânica: www.organic-chemistry.org
- Kiyama, Ryo; Yanagimoto, Takao (1951) Reações químicas sob ultra alta pressão: síntese de ureia a partir de carbonato de amônio sólido. The Review of Physical Chemistry of Japan, 21: 32-40
- Fortes, AD, Wood, IG, Alfè, D., Hernández, ER, Gutmann, MJ, & Sparkes, HA (2014). Estrutura, ligação de hidrogênio e expansão térmica do monohidrato de carbonato de amônio. Acta Crystallographica Section B, Structural Science, Crystal Engineering and Materials, 70 (Pt6), 948–962.
- Wikipedia. (2018). Carbonato de amônio. Recuperado em 25 de março de 2018, da Wikipedia: en.wikipedia.org
- The Chemical Company. (2018). The Chemical Company. Recuperado em 25 de março de 2018, de The Chemical Company: thechemco.com