HIDRÒXID D'AMONI: ESTRUCTURA, PROPIETATS I USOS - QUIMICA - 2026

El hidròxid d'amoni és un compost de fórmula molecular NH ₄ OH o H ₅ NO que es produeix per la dissolució de el gas amoníac (NH ₃) en aigua. Per aquesta raó, rep els noms d'aigua d'amoníac o amoníac líquid.

Es tracta d'un líquid incolor i d'una olor molt intens i agut, que no és aïllable. Aquestes característiques tenen una relació directa amb la concentració de NH ₃ dissolt en l'aigua; concentració que de fet, a l'tractar-se d'un gas, pot abastar enormes quantitats de la mateixa dissoltes en poc volum d'aigua.

Font: Gabriel Bolívar

Una part considerablement petita d'aquestes solucions aquoses està composta pels cations NH ₄ ⁺ i els anions OH ^-. D'altra banda, en solucions molt diluïdes o en sòlids congelats a molt baixes temperatures l'amoníac poden trobar-se en forma d'hidrats, com ara: NH ₃ ∙ H ₂ O, 2NH ₃ ∙ H ₂ O i NH ₃ ∙ 2H ₂ O.

Com a dada curiosa, els núvols de Júpiter estan formades per solucions diluïdes d'hidròxid d'amoni. No obstant això, la sonda espacial Galileu va fracassar en trobar aigua en els núvols de la planeta, la qual cosa s'esperaria pel coneixement que es té de la formació de l'hidròxid d'amoni; és a dir, es tracten de cristalls de NH ₄ OH totalment anhidres.

L'ió amoni (NH ₄ ⁺) és produït en la llum tubular renal per la unió de l'amoníac i de l'hidrogen, secretats per les cèl·lules tubulars renals. Així mateix, es produeix amoni en les cèl·lules tubulars renals en el procés de transformació de glutamina en glutamat, i al seu torn, en la conversió de glutamat α-cetoglutarato.

L'amoníac es produeix industrialment pel mètode de Haber-Bosch, en el qual es fa reaccionar els gasos nitrogen i hidrogen; usant com a catalitzadors l'ió fèrric, òxid d'alumini i òxid de potassi. La reacció es realitza a pressions altes (150 - 300 atmosferes) i altes temperatures (400 -500 ºC), amb un rendiment de 10 -20%.

En la reacció es produeix amoníac, que a l'oxidar origina nitrits i nitrats. Aquests són essencials en l'obtenció de l'àcid nítric i de fertilitzants com el nitrat d'amoni.

estructura química

Tal com indica la seva definició, l'hidròxid d'amoni consisteix d'una solució aquosa de gas amoníac. Per tant, en el si de el líquid, no existeix una estructura definida que no sigui la d'una disposició aleatòria dels ions NH ₄ ⁺ i OH ^- solvatats per les molècules d'aigua.

Els ions amoni i hidroxil són productes d'un equilibri d'hidròlisi de l'amoníac, pel que és comú que aquestes solucions presentin una olor punyent:

NH ₃ (g) + H ₂ O (l) <=> NH ₄ ⁺ (ac) + OH ^- (aq)

D'acord a l'equació química, una disminució elevada de la concentració de l'aigua desplaçaria l'equilibri a la formació de més amoníac; és a dir, a mesura que s'escalfa l'hidròxid d'amoni s'alliberaran vapors d'amoníac.

Per aquesta raó, els ions NH ₄ ⁺ i OH ^- no aconsegueixen formar un vidre a les condicions terrestres, el que porta com a conseqüència que la base sòlida NH ₄ OH no existeixi.

Aquest sòlid hauria d'estar compost solament de ions interaccionant electrostàticament (com s'aprecia a la imatge).

gel amoniacal

No obstant això, sota temperatures molt per sota de l'0ºC, i envoltats de pressions enormes, com les que predominen en els nuclis de les llunes gelades, l'amoníac i l'aigua es congelen. A el fer-ho, cristal·litzen en una barreja sòlida amb variades proporcions estequiomètriques, sent la més simple NH ₃ ∙ H ₂ O: amoníac monohidratat.

L'NH ₃ ∙ H ₂ O i NH ₃ ∙ 2H ₂ O són gels amoniacals, ja que el sòlid consisteix d'un arranjament cristal·lí de les molècules d'aigua i amoníac unides per ponts d'hidrogen.

Donat un canvi de T i P, d'acord a estudis computacionals que simulen totes les variables físiques i els seus efectes sobre aquests gels, ocorre una transició d'una fase NH ₃ ∙ NH ₂ O a una fase NH ₄ OH.

Per tant, únicament en aquestes condicions extremes, el NH ₄ OH pot existir com a producte d'una protonació dins el gel entre el NH ₃ i el H ₂ O:

NH ₃ (s) + H ₂ O (s) <=> NH ₄ OH (s)

Cal notar que aquesta vegada, a diferència de la hidròlisi de l'amoníac, les espècies involucrades es troben en una fase sòlida. Un gel amoniacal que es torna salat sense despreniment d'amoníac.

Propietats físiques i químiques

fórmula molecular

NH ₄ OH o H ₅ NO

pes molecular

35,046 g / mol

aspecte

És un líquid incolor.

concentració

Fins aproximadament un 30% (per als ions NH ₄ ⁺ i OH ^-).

olor

Molt fort i agut.

sabor

Acre.

valor llindar

34 ppm per a una detecció inespecífica.

Punt d'ebullició

38 ºC (25%).

solubilitat

Existeix només en solució aquosa.

Solubilitat en aigua

Miscible en il·limitades proporcions.

densitat

0,90 g / cm ³ a 25 ° C.

Densitat de el vapor

Relatiu a l'aire pres com la unitat: 0,6. És a dir, és menys dens que l'aire. No obstant això, lògicament el valor reportat al·ludeix a l'amoníac com a gas, no a les seves solucions aquoses o a NH ₄ OH.

Pressió de vapor

2.160 mmHg a 25 ºC.

acció corrosiva

És capaç de dissoldre el zinc i el coure.

pH

11,6 (solució 1 N); 11,1 (solució 0,1 N) i 10,6 (solució 0,01 N).

Constant de dissociació

pKb = 4,767; Kb = 1,71 x 10 ^-5 a 20 ºC

pKb = 4,751; Kb = 1,774 x 10 ^-5 a 25ºC

L'augment de la temperatura incrementa gairebé imperceptiblement la basicitat de l'hidròxid d'amoni.

Nomenclatura

Quins són tots els noms comuns i oficials que rep el NH ₄ OH? D'acord amb el que estableix la IUPAC, el seu nom és hidròxid d'amoni per contenir a l'anió hidroxil.

L'amoni per la seva càrrega +1 és monovalent, de manera que emprant la nomenclatura Stock se li nomena com: hidròxid d'amoni (I).

Encara que l'ús de el terme d'hidròxid d'amoni és tècnicament incorrecte, ja que el compost no és aïllable (al menys no a la Terra, tal com es va explicar detalladament en el primer apartat).

A més, l'hidròxid d'amoni rep els noms d'aigua d'amoníac i amoníac líquid.

solubilitat

L'NH ₄ OH al no existir com sal a les condicions terrestres, no pot estimar què tan soluble és en diferents solvents.

No obstant això, es podria esperar-se que fos extremadament soluble en aigua, ja que la seva dissolució alliberaria enormes quantitats de NH ₃. Teòricament, seria una manera sorprenent d'emmagatzemar i transportar amoníac.

En altres solvents capaços d'acceptar ponts d'hidrogen, com els alcohols i les amines, podria esperar-se que fos també molt soluble en ells. Aquí el catió NH ₄ ⁺ és un donador de ponts d'hidrogen, i l'OH ^- funge com tots dos.

Exemples d'aquestes interaccions amb metanol serien: H ₃ N ⁺ -H - OHCH ₃ i HO ^- - HOCH ₃ (OHCH ₃ indica que l'oxigen rep el pont d'hidrogen, no que el grup metil estigui enllaçat amb l'H).

Riscos

-En contacte amb els ulls ocasiona una irritació que pot portar a un dany ocular.

-És corrosiu. Per tant, a l'contacte amb la pell pot produir irritació ja concentracions elevades de l'reactiu, provoca cremades de la pell. El contacte repetit de l'hidròxid d'amoni amb la pell pot causar la seva sequedat, picor i enrogiment (dermatitis).

-La inhalació d'un rosada d'hidròxid d'amoni, pot provocar una irritació aguda de les vies respiratòries, caracteritzada per asfíxia, tos o falta d'aire. L'exposició perllongada o repetida de la substància pot resultar en infeccions recurrents dels bronquis. Així mateix, la inhalació d'hidròxid d'amoni pot provocar irritació dels pulmons.

-La exposició a concentracions elevades de l'hidròxid d'amoni podria constituir una emergència mèdica, ja que pot produir-se una acumulació de líquid en els pulmons (edema pulmonar).

-S'ha pres la concentració de 25 ppm com un límit d'exposició, en un torn laboral de 8 hores, en un ambient on el treballador es trobi exposat a l'acció nociva de l'hidròxid d'amoni.

reactivitat

-A més, de el dany potencial per a la salut per l'exposició a l'hidròxid d'amoni, hi ha altres cures que han de ser pres en compte quan es treballa amb la substància.

-El hidròxid d'amoni pot reaccionar amb molts metalls, com ara: plata, coure, plom i zinc. També reacciona amb les sals d'aquests metalls per formar compostos explosius i alliberar el gas hidrogen; el qual al seu torn, és inflamable i explosiu.

-Pot reaccionar en forma violenta amb els àcids forts, per exemple: àcid clorhídric, àcid sulfúric i àcid nítric. Així mateix, reacciona de la mateixa manera amb el sulfat de dimetil i els halògens.

-Reacciona amb les bases fortes, com l'hidròxid de sodi i l'hidròxid de potassi, produint amoníac gasós. Això es pot comprovar si s'observa l'equilibri en solució, en el qual l'addició d'ions OH ^- desplaça l'equilibri a la formació de NH ₃.

-No s'han d'utilitzar els metalls coure i alumini, així com altres metalls galvanitzats, quan es manipuli l'hidròxid d'amoni, per la seva acció corrosiva sobre ells.

usos

En els aliments

-Es fa servir com a additiu en molts aliments en els quals compleix funcions d'agent leudante, control de l'pH i agent de l'acabat de la superfície dels aliments.

-La llista dels aliments en els quals s'usa l'hidròxid d'amoni és extensa i inclou productes forn, formatges, xocolates, caramels i púdings.

-El hidròxid d'amoni es cataloga com una substància innòcua per la FDA per al processament dels aliments, sempre que se segueixin les normes establertes.

-En els productes carnis s'utilitza com a agent antimicrobià, podent eliminar bacteris com la I. coli, reduint-la a nivells indetectables. El bacteri es troba a l'intestí de la ramaderia, adaptant-se a el medi àcid. L'hidròxid d'amoni a l'regular el pH, dificulta el creixement bacterià.

terapèutics

-El hidròxid d'amoni té diversos usos terapèutics, entre ells:

-Es fa servir la solució a el 10% com a estimulant de l'reflex respiratori

-Externamente s'usa sobre la pell per al tractament de picades d'insectes i mossegades -Actua en el sistema digestiu com antiàcid i carminatiu, és a dir que ajuda a l'eliminació dels gasos.

A més, s'utilitza com rubefaent en forma tòpica per al dolor osteomuscular agut i crònic. Com a conseqüència de l'acció rubefaent de l'hidròxid d'amoni, es produeix un augment local de l'flux sanguini, enrogiment i irritació.

Industrials i miscel·lanis

-Actua en la reducció de l'NOx (gasos molt reactius com l'òxid nítric (NO) i el diòxid de nitrogen (NO ₂)) per a les emissions de piles i reducció de NOx en les emissions de les xemeneies.

-Es fa servir com a agent plastificant; additiu de les pintures i per al tractament de les superfícies.

-Augmenta la porositat dels cabells permetent que els pigments de la tinció tinguin una major penetració, la qual cosa s'aconsegueix un millor acabat.

-El hidròxid d'amoni s'utilitza com un agent antimicrobià en el tractament de les aigües residuals. A més, intervé en la síntesi de la cloramina. Aquesta substància compleix una funció semblant a el clor en la purificació de l'aigua de les piscines, tenint l'avantatge de ser menys tòxica.

-Es fa servir com un inhibidor de la corrosió en el procés de refinació de petroli.

-Es fa servir com a agent de neteja en diversos productes industrials i comercials, sent utilitzat en diverses superfícies, entre elles: acer inoxidable, porcellana, vidre i forn.

-Addicionalment, s'usa en la producció de detergents, sabons, productes farmacèutics i tintes.

En l'agricultura

Encara no s'administra directament com a fertilitzant, l'hidròxid d'amoni compleix aquesta funció. L'amoníac es produeix a partir de l'nitrogen atmosfèric pel mètode de Haber-Bosch i es transporta refrigerat per sota del seu punt d'ebullició (-33 ºC) als llocs de la seva utilització.

L'amoníac pressuritzat s'injecta, en forma de vapor, a l'interior de terra on reacciona immediatament amb l'aigua edàfica i passa a la forma d'amoni (NH ₄ ⁺), el qual queda retingut en els llocs d'intercanvi catiònic de terra. A més, es produeix l'hidròxid d'amoni. Aquests compostos són una font de nitrogen.

Juntament amb el fòsfor i el potassi, el nitrogen constitueix la tríada de nutrients principals de les plantes imprescindibles per al seu creixement.

referències

1. Ganong, WF (2002).Fisiología Mèdica. 19a Edició. Editorial Manual Modern.
2. AD Fortes, JP Brodholt, IG Wood, and L. Vocadlo. (2001). Ab initio simulation of Ammonia monohydrate (NH ₃ ∙ H ₂ O) and ammonium Hydroxide (NH ₄ OH). American Institute of Physics. J. Chem. Phys., Vol. 115, No. 15, 15.
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (06 de febrer del 2017). Ammonium Hydroxide Facts. Recuperat de: thoughtco.com
4. Grup pochteca. (2015). Hidròxid d'amoni. pochteca.com.mx
5. NJ Health. (Sf). Full informatiu sobre substàncies perilloses: hidròxid d'amoni.. Recuperat de: nj.gov
6. Chemistry Learner. (2018). Ammonium Hydroxide. Recuperat de: chemistrylearner.com
7. PubChem. (2018). Ammonium Hydroxide. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov