Сульфат аммония (американский английский и международное научное использование; аммонийный сульфат в британском английском ); (NH 4 ) 2 SO 4 — неорганическая соль с рядом коммерческих применений. Наиболее распространенное применение — в качестве удобрения для почвы. Содержит 21% азота и 24% серы .
Основное применение сульфата аммония — удобрение для щелочных почв . В почве ион аммония высвобождается и образует небольшое количество кислоты, снижая pH- баланс почвы , одновременно внося необходимый азот для роста растений. Одним из недостатков использования сульфата аммония является его низкое содержание азота по сравнению с нитратом аммония , что повышает транспортные расходы. [2]
Он также используется в качестве сельскохозяйственного распыляемого адъюванта для водорастворимых инсектицидов , гербицидов и фунгицидов . Там он связывает катионы железа и кальция, которые присутствуют как в колодезной воде, так и в растительных клетках. Он особенно эффективен в качестве адъюванта для гербицидов 2,4-D (амина), глифосата и глюфосината .
Осаждение сульфатом аммония является распространенным методом очистки белков путем осаждения. По мере увеличения ионной силы раствора растворимость белков в этом растворе уменьшается. Будучи чрезвычайно растворимым в воде, сульфат аммония может «высаливать» (осаждать) белки из водных растворов. [3] [4] Осаждение сульфатом аммония является результатом снижения растворимости, а не денатурации белка , поэтому осажденный белок может быть повторно растворен с помощью стандартных буферов . [5] Осаждение сульфатом аммония обеспечивает удобный и простой способ фракционирования сложных белковых смесей. [6]
При анализе резиновых решеток летучие жирные кислоты анализируются путем осаждения резины 35% раствором сульфата аммония, что оставляет прозрачную жидкость, из которой летучие жирные кислоты регенерируются серной кислотой, а затем перегоняются с паром. Селективное осаждение сульфатом аммония, в отличие от обычного метода осаждения, который использует уксусную кислоту, не мешает определению летучих жирных кислот. [7]
Как пищевая добавка, сульфат аммония считается общепризнанным безопасным (GRAS) Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США [8] , а в Европейском союзе он обозначен номером E517 . Он используется в качестве регулятора кислотности в муке и хлебе. [9] [10] [11]
Сульфат аммония является предшественником других солей аммония, особенно персульфата аммония .
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, сульфат аммония входит в состав многих вакцин в США . [12]
Сульфат аммония также использовался в огнестойких композициях, действуя во многом подобно диаммонийфосфату . Как огнестойкий агент, он увеличивает температуру горения материала, снижает максимальные скорости потери веса и вызывает увеличение образования остатка или угля. [13]
Сульфат аммония получают путем обработки аммиака серной кислотой :
Смесь газообразного аммиака и водяного пара вводится в реактор, содержащий насыщенный раствор сульфата аммония и около 2–4 % свободной серной кислоты при температуре 60 °C. Концентрированная серная кислота добавляется для поддержания кислотности раствора и сохранения уровня свободной кислоты. Тепло реакции поддерживает температуру реактора на уровне 60 °C. Сухой порошкообразный сульфат аммония может быть образован путем распыления серной кислоты в реакционную камеру, заполненную газообразным аммиаком. Тепло реакции испаряет всю воду , присутствующую в системе, образуя порошкообразную соль. В 1981 году было произведено около 6000 миллионов тонн. [2]
Сульфат аммония также производится из гипса (CaSO4 · 2H2O ) . Тонкоизмельченный гипс добавляется в раствор карбоната аммония . Карбонат кальция выпадает в осадок в виде твердого вещества, оставляя сульфат аммония в растворе.
Сульфат аммония встречается в природе в виде редкого минерала маскагнита в вулканических фумаролах, а также в результате угольных пожаров на некоторых свалках. [14]
Сульфат аммония является побочным продуктом при производстве метилметакрилата . [15]
Сульфат аммония становится сегнетоэлектриком при температурах ниже –49,5 °C. При комнатной температуре он кристаллизуется в орторомбической системе с размерами ячеек a = 7,729 Å, b = 10,560 Å, c = 5,951 Å. При охлаждении до сегнетоэлектрического состояния симметрия кристалла изменяется на пространственную группу Pna2 1 . [16]
Сульфат аммония разлагается при нагревании выше 250 °C (482 °F), образуя сначала бисульфат аммония . Нагревание при более высоких температурах приводит к разложению на аммиак , азот , диоксид серы и воду. [17]
Как соль сильной кислоты (H 2 SO 4 ) и слабого основания (NH 3 ), его раствор кислый; pH 0,1 М раствора равен 5,5. В водном растворе реакции такие же, как у NH+
4и так2−
4ионы. Например, добавление хлорида бария приводит к выпадению в осадок сульфата бария . Фильтрат при испарении дает хлорид аммония .
Сульфат аммония образует много двойных солей (сульфаты аммония металлов), когда его раствор смешивают с эквимолярными растворами сульфатов металлов, и раствор медленно испаряют. С трехвалентными ионами металлов образуются квасцы , такие как сульфат аммония железа . Двойные сульфаты металлов включают сульфат кобальта аммония, сульфат диаммония железа , сульфат никеля аммония, которые известны как соли Туттона , и сульфат церия аммония . [2] Безводные двойные сульфаты аммония также встречаются в семействе Лангбейнита . Выделяемый аммиак имеет резкий запах и токсичен.
Частицы испаренного сульфата аммония в воздухе составляют около 30% мелкодисперсного загрязнения во всем мире. [18]
Он реагирует с дополнительной серной кислотой, образуя гидросульфат триаммония, (NH 4 ) 3 H(SO 4 ) 2 . [19]
В ноябре 2009 года запрет на сульфат аммония, нитрат аммония и кальциево-аммиачные удобрения был введен в бывшем округе Малаканд — включающем округа Верхний Дир , Нижний Дир , Сват , Читрал и Малаканд Северо-Западной пограничной провинции (СЗПП) Пакистана — правительством СЗПП после сообщений о том, что они использовались боевиками для изготовления взрывчатых веществ. В январе 2010 года эти вещества также были запрещены в Афганистане по той же причине. [20]
