stringtranslate.com

сульфат аммония

Сульфат аммония (американский английский и международное научное использование; аммоний сульфат в британском английском ); (NH 4 ) 2 SO 4 , является неорганической солью с рядом коммерческих применений. Наиболее распространенное использование - в качестве удобрения для почвы. Он содержит 21% азота и 24% серы .

Использует

Основное применение сульфата аммония — в качестве удобрения для щелочных почв . В почве ион аммония высвобождается и образует небольшое количество кислоты, снижая pH- баланс почвы , одновременно внося необходимый азот для роста растений. Главным недостатком 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 .

Лабораторное использование

Осаждение сульфатом аммония является распространенным методом очистки белков осаждением. По мере увеличения ионной силы раствора растворимость белков в этом растворе уменьшается. Сульфат аммония чрезвычайно растворим в воде из-за своей ионной природы, поэтому он может «высаливать» белки осаждением. [3] Из-за высокой диэлектрической проницаемости воды диссоциированные ионы соли, являющиеся катионным аммонием и анионным сульфатом, легко сольватируются в гидратных оболочках молекул воды. Значимость этого вещества в очистке соединений проистекает из его способности становиться более гидратированным по сравнению с относительно более неполярными молекулами , и поэтому желаемые неполярные молекулы объединяются и выпадают в осадок из раствора в концентрированной форме. Этот метод называется высаливанием и требует использования высоких концентраций соли, которые могут надежно растворяться в водной смеси. Процент используемой соли сравнивается с максимальной концентрацией соли в смеси, которую можно растворить. Таким образом, хотя для работы метода необходимы высокие концентрации, добавление большого количества соли, более 100%, также может перенасытить раствор, загрязняя неполярный осадок солевым осадком. [4] Высокая концентрация соли, которая может быть достигнута путем добавления или увеличения концентрации сульфата аммония в растворе, позволяет разделять белки на основе снижения растворимости белка; это разделение может быть достигнуто путем центрифугирования . Осаждение сульфатом аммония является результатом снижения растворимости, а не денатурации белка , поэтому осажденный белок может быть солюбилизирован 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]

Пищевая добавка

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]

Другие применения

При очистке питьевой воды сульфат аммония используется в сочетании с хлором для получения монохлорамина для дезинфекции. [12]

Сульфат аммония используется в небольших масштабах для получения других солей аммония, особенно персульфата аммония .

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, сульфат аммония входит в состав многих вакцин в США . [13]

Насыщенный раствор сульфата аммония в тяжелой воде ( D2O ) используется в качестве внешнего стандарта в спектроскопии ЯМР серы ( 33S ) со значением сдвига δ  = 0 ppm.

Сульфат аммония также использовался в огнестойких составах, действуя во многом подобно диаммонийфосфату . Как огнестойкий состав, он увеличивает температуру горения материала, снижает максимальные скорости потери веса и вызывает увеличение образования остатка или угля. [14] Его огнестойкость может быть повышена путем смешивания с сульфаматом аммония . [ требуется цитата ] Он использовался при тушении пожаров с воздуха .

Сульфат аммония использовался в качестве консерванта древесины , но из-за его гигроскопичности это использование было в значительной степени прекращено из-за связанных с этим проблем с коррозией металлических крепежных деталей, нестабильностью размеров и дефектами отделки.

Подготовка

Сульфат аммония получают путем обработки аммиака серной кислотой :

2NH3 + H2SO4 → ( NH4 ) 2SO4​​​​

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.

( NH4 ) 2CO3 + CaSO4 → ( NH4 ) 2SO4 + CaCO3​​​

Сульфат аммония встречается в природе в виде редкого минерала маскагнита в вулканических фумаролах, а также в результате угольных пожаров на некоторых свалках. [15]

Характеристики

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]

Реакции

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]

Законодательство и контроль

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. [19]

Смотрите также

На Викискладе есть медиафайлы по теме Сульфат аммония .

Ссылки

  1. ^ Lide, David R., ред. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87-е изд.). Boca Raton, FL: CRC Press . ISBN 0-8493-0487-3.
  2. ^ abc Zapp, Карл-Хайнц (2012). «Соединения аммония». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a02_243. ISBN 9783527303854.
  3. ^ Duong-Ly, Krisna C.; Gabelli, Sandra B. (2014-01-01). "Высаливание белков с использованием осаждения сульфатом аммония". В Lorsch, Jon (ред.). Методы в энзимологии . Лабораторные методы в энзимологии: Белок, часть C. Том 541. Academic Press. стр. 85–94. doi :10.1016/B978-0-12-420119-4.00007-0. ISBN 9780124201194. PMID  24674064.
  4. ^ Duong-Ly, Krisna C.; Gabelli, Sandra B. (2014-01-01). "Высаливание белков с использованием осаждения сульфатом аммония". Лабораторные методы в энзимологии: Белки Часть C. Том 541. С. 85–94. doi :10.1016/B978-0-12-420119-4.00007-0. ISBN 9780124201194. ISSN  1557-7988. PMID  24674064.
  5. ^ Wingfield, Paul T. (2017-05-05). "Осаждение белков с использованием сульфата аммония". Current Protocols in Protein Science . 13 (1): A.3F.1–8. doi :10.1002/0471140864.psa03fs13. ISBN 978-0471140863. ISSN  1934-3655. PMC  4817497 . PMID  18429073.
  6. ^ "Калькулятор сульфата аммония". EnCor Biotechnology Inc. 2013. Архивировано из оригинала 26 января 2016 г. Получено 2 марта 2013 г.
  7. ^ Стандартная спецификация ASTM для резиновых концентратов D 1076-06
  8. ^ "Select Committee on GRAS Substances (SCOGS) Opinion: Ammoniumulfate". Управление по контролю за продуктами и лекарствами США . 16 августа 2011 г. Архивировано из оригинала 11 февраля 2012 г. Получено 2 марта 2013 г.
  9. ^ "Panera Bread: Меню и питание: Профиль информации о питании". Архивировано из оригинала 19 августа 2009 г. Получено 2 марта 2013 г.
  10. ^ "Официальный справочник ингредиентов продуктов Subway Restaurants US". Архивировано из оригинала 14 августа 2011 г. Получено 2 марта 2013 г.
  11. ↑ Сара Кляйн (14 мая 2012 г.). «Валовые ингредиенты в обработанных пищевых продуктах». The Huffington Post . Архивировано из оригинала 18 мая 2012 г. Получено 2 марта 2013 г.
  12. ^ МакКул, Пат. «Подача сульфата аммония для формирования комбинированного остатка хлора» (PDF) . Канзасская линия жизни . Ассоциация сельского водоснабжения Канзаса. Архивировано (PDF) из оригинала 6 июня 2019 г. . Получено 6 июня 2019 г. .
  13. ^ "Vaccine Excipient & Media Summary" (PDF) . Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC). Февраль 2012 г. Архивировано (PDF) из оригинала 5 февраля 2011 г. Получено 2 марта 2013 г.
  14. ^ Джордж, CW; Сасотт, RA (апрель 1971 г.). «Влияние фосфата и сульфата аммония на пиролиз и горение целлюлозы». Исследовательская статья INT-90 . Экспериментальная станция Intermountain Forest and Range: Лесная служба Министерства сельского хозяйства США. OL  16022833M.
  15. ^ "Mascagnite". Mindat. Архивировано из оригинала 19 января 2013 г. Получено 2 марта 2013 г.
  16. ^ Okaya, Y.; K. Vedam; R. Pepinsky (1958). "Неизоморфизм сегнетоэлектрических фаз сульфата аммония и фторобериллата аммония". Acta Crystallographica . 11 (4): 307. Bibcode : 1958AcCry..11..307O. doi : 10.1107/s0365110x58000803 . ISSN  0365-110X.
  17. ^ Лю Кэ-вэй, Чэнь Тянь-лан (2002). «Исследования термического разложения сульфата аммония». Химические исследования и применение (на китайском языке). 14 (6). doi :10.3969/j.issn.1004-1656.2002.06.038.
  18. ^ «Откуда берется загрязнение воздуха?». www.purakamasks.com . 2019-02-15. Архивировано из оригинала 2019-02-20 . Получено 2019-02-20 .
  19. ^ "ПАКИСТАН: «Антитеррористический» запрет на удобрения мешает фермерам". IRIN Humanitarian News and Analysis. 2010. Архивировано из оригинала 13 мая 2013 г. Получено 24 апреля 2013 г.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки