Сульфат амонію

З Вікіпедії, вільної енциклопедії

Сульфат амонію(американська англійська та міжнародне наукове використання;сульфат амоніюбританською англійською); (NH₄)₂ТАК₄, є неорганічною сіллю з рядом комерційних цілей. Найчастіше використовується як добриво ґрунту. Він містить 21% азоту і 24% сірки.

Використання

Сільське господарство

В основному сульфат амонію використовується як добриво для лужних грунтів. У ґрунті іон амонію вивільняється та утворює невелику кількість кислоти, знижуючи рН-баланс ґрунту, водночас надаючи необхідний азот для росту рослин. Одним із недоліків використання сульфату амонію є його низький вміст азоту порівняно з аміачною селітрою, що підвищує витрати на транспортування.

Він також використовується як сільськогосподарський ад’ювант для розпилення водо-розчинних інсектицидів, гербіцидів і фунгіцидів. Там він функціонує для зв’язування катіонів заліза та кальцію, які присутні як у колодязній воді, так і в клітинах рослин. Він особливо ефективний як ад’ювант для гербіцидів 2,4-D (амін), гліфосат і глюфосинат.

Лабораторне використання

Осадження сульфату амонію є поширеним методом очищення білків шляхом осадження. Зі збільшенням іонної сили розчину розчинність білків у цьому розчині зменшується. Будучи надзвичайно розчинним у воді, сульфат амонію може «висолювати» (випадати в осад) білки з водних розчинів.[3][4] Осадження сульфатом амонію є результатом зниження розчинності, а не денатурації білка, тому осад білка можна повторно розчинити за допомогою стандартних буферів.[5] Осадження сульфатом амонію забезпечує зручний і простий спосіб фракціонування складних білкових сумішей.

При аналізі решіток каучуку леткі жирні кислоти аналізують шляхом осадження каучуку 35% розчином сульфату амонію, що залишає прозору рідину, з якої леткі жирні кислоти регенерують сірчаною кислотою, а потім переганяють з водяною парою. Селективне осадження сульфатом амонію, на відміну від звичайної методики осадження з використанням оцтової кислоти, не заважає визначенню летких жирних кислот.

Харчова добавка

Як харчова добавка сульфат амонію вважається загальновизнаним безпечним (GRAS) Управлінням з контролю за продуктами й ліками США [8], а в Європейському Союзі він позначається номером E E517. Використовується як регулятор кислотності в борошні та хлібі.

Інше використання

Сульфат амонію є попередником інших солей амонію, особливо персульфату амонію.

Сульфат амонію входить до складу багатьох вакцин США Центром контролю за захворюваннями.[12]

Сульфат амонію також використовувався у вогнезахисних композиціях, діючи так само, як діамоній фосфат. Як антипірен, він підвищує температуру горіння матеріалу, знижує максимальну швидкість втрати ваги та спричиняє збільшення виробництва залишків або обуглення.

Підготовка

Сульфат амонію отримують шляхом обробки аміаку сірчаною кислотою:

2 NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4

Суміш газоподібного аміаку та водяної пари вводять у реактор, який містить насичений розчин сульфату амонію та приблизно від 2% до 4% вільної сірчаної кислоти при 60 градусах. Концентровану сірчану кислоту додають, щоб підтримувати кислий розчин і підтримувати рівень вільної кислоти. Тепло реакції підтримує температуру реактора на рівні 60 градусів. Сухий порошкоподібний сульфат амонію може бути утворений розпиленням сірчаної кислоти в реакційну камеру, заповнену газоподібним аміаком. Тепло реакції випаровує всю воду, присутню в системі, утворюючи порошкоподібну сіль. У 1981 році було вироблено приблизно 6000 мільйонів тонн.

Сульфат амонію також виготовляють з гіпсу (CaSO₄·2H₂О). До розчину вуглекислого амонію додають тонко подрібнений гіпс. Карбонат кальцію випадає в осад у вигляді твердої речовини, залишаючи сульфат амонію в розчині.

(NH4)2CO3 + CaSO4 → (NH4)2SO4 + CaCO3

Сульфат амонію зустрічається в природі як рідкісний мінерал маскагніт у вулканічних фумаролах і через вугільні пожежі на деяких відвалах.

Сульфат амонію є побічним продуктом у виробництві метилметакрилату.

Властивості

Сульфат амонію стає сегнетоелектриком при температурі нижче -49,5 градусів. При кімнатній температурі він кристалізується в ромбічній системі з розміром комірокa = 7.729 Å, b = 10.560 Å, c= 5.951 Å. При охолодженні до сегнетоелектричного стану симетрія кристала змінюється на просторову групу Pna2₁

реакції

Сульфат амонію розкладається при нагріванні вище 250 градусів (482 градуси F), спочатку утворюючи бісульфат амонію. Нагрівання при більш високих температурах призводить до розкладання на аміак, азот, діоксид сірки та воду.[17]

Як сіль сильної кислоти (Н₂ТАК₄) і слабка основа (NH₃), його розчин кислий; pH 0,1 М розчину становить 5,5. У водному розчині відбуваються реакції NH+
4 та SO2−
4 іони. Наприклад, додавання хлориду барію виділяє сульфат барію. Фільтрат при випаровуванні дає хлорид амонію.

Сульфат амонію утворює багато подвійних солей (сульфатів металів амонію), коли його розчин змішують з еквімолярними розчинами сульфатів металів і розчин повільно випаровують. З іонами тривалентних металів утворюються галуни, наприклад сульфат заліза амонію. Подвійні сульфати металів включають сульфат кобальту амонію, сульфат двовалентного амонію, сульфат нікелю амонію, які відомі як солі Туттона, і сульфат церію амонію.[2] Безводні подвійні сульфати амонію також зустрічаються в родині Лангбейнітів. Утворений аміак має різкий запах і є токсичним.

Частинки випаровуваного сульфату амонію в повітрі складають приблизно 30% дрібних твердих часток забруднення в усьому світі.[18]

Він реагує з додатковою кількістю сірчаної кислоти з утворенням гідросульфату триамонію (NH4)3H(SO4)2.

Законодавство і контроль

У листопаді 2009 року після повідомлень про те, що бойовики використовували бойовики для виробництва добрив у Північно-Західній прикордонній провінції (NWFP) Пакистану, у листопаді 2009 року було введено заборону на добрива на основі сульфату амонію, нітрату амонію та кальцієвої селітри в колишній дивізії Малаканд-, яка охоплює райони Верхній Дір, Нижній Дір, Сват, Чітрал і Малаканд. вибухові речовини. У січні 2010 року ці речовини також були заборонені в Афганістані з тієї ж причини.

Дивіться також

Осадження сульфату амонію