Ammoniumion (NH4+) formule, eigenschappen en gebruik

Hij Ionmonium Het is een polyiatomisch kation met een positieve belasting waarvan de chemische formule NH is₄⁺. Het molecuul is niet plat, maar heeft de vorm van een tetraëder. De vier waterstofatomen vormen de vier hoeken.

De ammoniakstikstof heeft een paar niet -gedeelde elektronen die in staat zijn om een ​​proton te accepteren (Lewis -basis) dat het ammoniumion wordt gevormd door de protonatie van de ammoniak volgens de reactie: NH₃ + H⁺ → NH₄⁺

Figuur 1: ammoniumionstructuur.

Ammoniumnaam wordt ook gegeven aan vervangende amines of vervangde ammoniumkationen. Methymoniumchloride is bijvoorbeeld een ionische zoutioner₃NH₄CL waarbij chloride -ion is gekoppeld aan een methylamine.

Het ammoniumion heeft zeer vergelijkbare eigenschappen als de zwaarste alkalische metalen en wordt vaak beschouwd als een naast familielid. Verwacht wordt dat ammonium zich gedraagt ​​als een metaal bij zeer hoge drukken, zoals binnen gigantische gasplaneten zoals Uranus en Neptunus.

Het ammoniumion speelt een belangrijke rol in de eiwitsynthese in het menselijk lichaam. Samenvattend hebben alle levende wezens eiwitten nodig, die worden gevormd door ongeveer 20 verschillende aminozuren. Hoewel planten en micro -organismen de meeste aminozuren van stikstof in de atmosfeer kunnen synthetiseren.

Voor mensen kunnen sommige aminozuren helemaal niet worden gesynthetiseerd en moeten ze worden geconsumeerd als essentiële aminozuren.

Andere aminozuren kunnen echter worden gesynthetiseerd door micro -organismen in het maagdarmkanaal met behulp van admoniac -ionen. Dit molecuul is dus een sleutelfiguur in de stikstofcyclus en eiwitsynthese.

[TOC]

Eigenschappen

Oplosbaarheid en molecuulgewicht

Het ammoniumion heeft een molecuulgewicht van 18.039 g/mol en een oplosbaarheid van 10,2 mg/ml water (National Center for Biotechnology Information, 2017). Bij het oplossen van ammoniak in water wordt het ammoniumion gevormd volgens de reactie:

NH₃ + H₂O → NH₄⁺ + Oh^-

Dit verhoogt de hydroxylconcentratie in het midden door de pH van de oplossing te verhogen (Royal Society of Chemistry, 2015).

Baseer zure eigenschappen

Het ammoniumion heeft een 9,25 PKB. Dit betekent dat de pH groter dan deze waarde zuur gedrag zal hebben en een lagere pH zal basisgedrag hebben.

Door bijvoorbeeld ammoniak in azijnzuur op te lossen (PKA = 4,76), neemt het stikstofvrije elektronpaar een medium proton door de concentratie van hydroxiden te verhogen volgens de vergelijking:

NH₃ + Ch₃COOH ⇌ NH₄⁺ + Ch₃Coo^-

In aanwezigheid van een sterke basis, zoals natriumhydroxide (PKA = 14,93), geeft het ammoniumion echter een proton aan het medium volgens de reactie:

Kan u van dienst zijn: chemisch evenwicht: uitleg, factoren, typen, voorbeelden

NH₄⁺ + NaOH ⇌ NH₃ + NA⁺ + H₂OF

Concluderend, bij pH minder dan 9,25 zal stikstof worden geprotoneerd, terwijl de pH groter is dan die waarde onbeschermd zal zijn. Dit is van het grootste belang bij het begrijpen van gradencurven en het begrijpen van het gedrag van stoffen zoals aminozuren.

Ammoniumzouten

Een van de meest karakteristieke eigenschappen van ammoniak is de kracht om direct te combineren met zuren om zouten te vormen volgens de reactie:

NH₃ + HX → NH₄X

Aldus vormt met zoutzuur ammoniumchloride (NH₄Cl); Met salpeterzuur, ammoniumnitraat (NH₄NEE₃), met koolzuur zal een amonisch carbonaat vormen ((NH₄))₂CO₃) enz.

Er is aangetoond dat perfect droge ammoniak niet zal worden gecombineerd met perfect droog zoutzuur, is de vochtigheid die nodig is om reactie te veroorzaken (Vias Encyclopedia, 2004).

De meest eenvoudige ammoniumzouten zijn erg oplosbaar in water. Een uitzondering is ammonium hexacloroplatinaat, waarvan de vorming wordt gebruikt als een ammoniumtest. De ammoniumnitraatzouten en vooral perchloraat zijn zeer explosief, in deze gevallen is het ammonium het reductiemiddel.

In een ongebruikelijk proces vormen ammoniumionen een amalgaam. Dergelijke soorten worden bereid door elektrolyse van een ammoniumoplossing met behulp van een kwikkathode. Dit amalgaam ontleedt uiteindelijk om ammoniak en waterstof vrij te bevrijden (Johnston, 2014).

Een van de meest voorkomende ammoniumzouten is ammoniumhydroxide, dat gewoon ammoniak is opgelost in water. Deze verbinding is heel gebruikelijk en wordt op natuurlijke wijze in het milieu (in lucht, water en grond) en in alle planten en dieren, inclusief mensen, inclusief mensen gevonden.

Toepassingen

Ammonium is een belangrijke stikstofbron voor veel plantensoorten, vooral die die groeien in hypoxische bodems. Het is echter ook giftig voor de meeste gewassensoorten en is zelden van toepassing als de enige stikstofbron (Database, Human Metabolome, 2017).

Stikstof (N), gekoppeld aan eiwitten in dode biomassa, wordt geconsumeerd door micro -organismen en omgezet in ammoniumionen (NH4+) die direct kunnen worden geabsorbeerd door plantenwortels (bijvoorbeeld rijst).

Ammoniumionen worden meestal nitrietionen (no2-) door nitrosomonasbacteriën, gevolgd door een tweede conversie naar nitraat (NO3-) door Nitrobacter-bacterie.

De drie grootste stikstofbronnen die in de landbouw worden gebruikt, zijn ureum, ammonium en nitraat. Biologische ammoniumoxidatie tot nitraat staat bekend als nitrificatie. Dit proces beschouwt verschillende stappen en wordt gemedieerd door autotrofe bacteriën, gedwongen aerobics.

Kan u van dienst zijn: kalium (k)

In overstroomde bodems is de oxidatie van NH4+ beperkt. Ureum wordt ontleed door het Ureasa -enzym of chemisch gehydrolyseerd tot ammoniak en CO2.

In de passerende passage wordt ammoniak omgezet door bacteriën in het ammoniumion (NH4+) te ammonifyen (NH4+). In de volgende stap wordt het ammonium omgezet door nitrifying bacteriën in nitraat (nitrificatie).

Deze vorm, zeer mobiele stikstof, is het meest geabsorbeerd door de wortels van de planten, evenals door de micro -organismen in de grond.

Om de stikstofcyclus te sluiten, wordt gasvormige stikstof in de atmosfeer biomassa stikstof als gevolg van rhizobiumbacteriën die leven in de wortelweefsels van peulvruchten (bijvoorbeeld alfalf en voor cyanobacteriën en Lazotobacter (Sposito, 2011).

Door ammonium (NH4+) waterplanten kunnen stikstof in eiwitten, aminozuren en andere moleculen absorberen en opnemen. Hoge ammoniumconcentraties kunnen de groei van algen en waterplanten verhogen.

Ammoniumhydroxide en andere ammoniumzouten worden veel gebruikt bij voedselverwerking. De voorschriften van de Food and Medicines Administration (FDA) bevestigen dat ammoniumhydroxide veilig is ("algemeen erkend als verzekering" of gras) als een gistagent, pH -controlemiddel en afwerkingsmiddel oppervlakkig in voedsel.

De voedsellijst waarin ammoniumhydroxide wordt gebruikt als een direct voedseladditief is uitgebreid en omvat gebakken producten, kazen, chocolaatjes, andere zoetwarenproducten (bijvoorbeeld karamelo's) en pudines. Ammoniumhydroxide wordt ook gebruikt als een antimicrobieel middel in vleesproducten.

Ammoniak in andere vormen (bijvoorbeeld ammoniumsulfaat, ammoniumalginaat) wordt gebruikt in kruiden, soja -eiwitisolatie, snacks, jam en gelei en niet -alcoholische dranken (pnatassium nitraatvereniging, 2016).

Ammoniummeting wordt gebruikt in de Rambo -test, met name nuttig bij de diagnose van de oorzaak van acidose (test -ID: Rambo -ammonium, willekeurig, urine, s.F.)). De nier reguleert zuuruitscheiding en systemisch basiszuur.

Het veranderen van de hoeveelheid ammonium in urine is een belangrijke manier waarop de nieren deze taak uitvoeren. Het meten van het niveau van ammonium in de urine kan het inzicht geven in de oorzaak van een wijziging van de basiszuurbasis bij patiënten.

Het niveau van ammonium in de urine kan ook veel informatie bieden over de dagelijkse productie van zuur bij een bepaalde patiënt. Aangezien het grootste deel van de zuurbelasting van een individu afgenomen eiwit komt, is de hoeveelheid ammonium in de urine een goede indicator voor eiwitinname in het dieet.

Kan u van dienst zijn: zwaveloxide

Urine -ammoniummetingen kunnen bijzonder nuttig zijn voor de diagnose en behandeling van patiënten met nierstenen:

• Hoge niveaus van ammonium in urine en een urine -pH onder suggereert gastro -intestinale verliezen. Deze patiënten lopen het risico op urinezuur- en calciumoxalaatstenen.
• Een beetje ammonium in de urine en een hoge pH van urine suggereert nierbuiszuur. Deze patiënten lopen het risico op calciumfosfaatberekeningen.
• Patiënten met calciumoxalaatstenen en calciumfosfaat worden vaak behandeld met citraat om urinecitraat te verhogen (een natuurlijke remmer van calciumoxalaat en de groei van calciumfosfaatkristal).

Omdat citraat echter wordt gemetaboliseerd in bicarbonaat (een basis), kan dit medicijn ook de pH van urine verhogen. Als de urine -pH te hoog is met de behandeling van citraat, kan het risico op calciumfosfaatstenen onvrijwillig worden betrokken.

De monitoring van ammonium urine is een vorm van titel De dosis citraat en vermijd dit probleem. Een goede dosis initiële citraat is ongeveer de helft van de uitscheiding van ammonium in de urine (in meq van elk).

Het effect van deze dosis op de waarden van ammonium, citraat en pH van de urine kan worden gevolgd en de citraatdosis aanpassen op basis van de respons. Een daling van de urinammonium moet aangeven of het huidige citraat voldoende is om de dagelijkse zure belasting van die gegeven patiënt gedeeltelijk tegen te gaan (maar niet volledig).

Referenties

1. Database, Human Metabolome. (2017, 2 maart). Metabocard voor ammonium tonen. Opgehaald uit: HMDB.AC.
2. Johnston, f. J. (2014). Ammoniumzout. AccessCience hersteld: AccessCience.com.
3. Nationaal centrum voor biotechnologie -informatie. (2017, 25 februari). PubChem Compound -database; CID = 16741146. Opgehaald van PubChem.
4. Pnatassium nitraatvereniging. (2016). Nitraat (No3-) versus ammonium (NH4+). Hersteld van KNO3.borg.
5. Royal Society of Chemistry. (2015). Ammoniumion. Chemspider hersteld: Chemspider.com.
6. Sposito, g. (2011, 2 september). Bodem. Hersteld van Britannica Encyclopedia: Britannica.com.
7. Test -ID: Rambo -ammonium, willekeurige urine. (S.F.)). Opgehaald van Encyclopediamamamedical Laboratorie.com.
8. Manieren encyclopedie . (2004, 22 december). Ammoniumzouten. Hersteld van encyclopedie wegen.borg.