Siarczan amonu

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

Siarczan amonu(Amerykański angielski i międzynarodowe zastosowania naukowe;siarczan amonuw brytyjskim angielskim); (NH₄)₂WIĘC₄, jest solą nieorganiczną o wielu zastosowaniach komercyjnych. Najczęstszym zastosowaniem jest nawóz doglebowy. Zawiera 21% azotu i 24% siarki.

Używa

Rolnictwo

Głównym zastosowaniem siarczanu amonu jest nawóz na gleby alkaliczne. W glebie uwalniany jest jon amonowy, który tworzy niewielką ilość kwasu, obniżając równowagę pH gleby, jednocześnie dostarczając azot niezbędny do wzrostu roślin. Wadą stosowania siarczanu amonu jest jego niska zawartość azotu w porównaniu z azotanem amonu, co podnosi koszty transportu.

Stosuje się go także jako adiuwant w rolnictwie w opryskach-rozpuszczalnych w wodzie insektycydów, herbicydów i grzybobójców. Tam wiąże kationy żelaza i wapnia obecne zarówno w wodzie studziennej, jak i komórkach roślinnych. Jest szczególnie skuteczny jako adiuwant dla herbicydów 2,4-D (aminy), glifosatu i glufosynatu.

Zastosowanie laboratoryjne

Wytrącanie siarczanu amonu jest powszechną metodą oczyszczania białek przez wytrącanie. Wraz ze wzrostem siły jonowej roztworu rozpuszczalność białek w tym roztworze maleje. Będąc wyjątkowo rozpuszczalnym w wodzie, siarczan amonu może „wysolić” (wytrącić) białka z roztworów wodnych. Wytrącanie za pomocą siarczanu amonu jest raczej wynikiem zmniejszenia rozpuszczalności niż denaturacji białka, zatem wytrącone białko można ponownie rozpuścić przy użyciu standardowych buforów. Wytrącanie siarczanem amonu zapewnia wygodny i prosty sposób frakcjonowania złożonych mieszanin białek.

W analizie siatek gumowych lotne kwasy tłuszczowe analizuje się poprzez wytrącenie gumy 35% roztworem siarczanu amonu, w wyniku czego powstaje klarowna ciecz, z której regeneruje się lotne kwasy tłuszczowe za pomocą kwasu siarkowego, a następnie destyluje się z parą wodną. Selektywne strącanie siarczanem amonu, w przeciwieństwie do zwykłej techniki strącania z użyciem kwasu octowego, nie zakłóca oznaczania lotnych kwasów tłuszczowych.

Dodatek do żywności

Jako dodatek do żywności siarczan amonu jest ogólnie uznawany za bezpieczny (GRAS) przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków[8], a w Unii Europejskiej jest oznaczony numerem E E517. Stosowany jest jako regulator kwasowości mąk i pieczywa.

Inne zastosowania

Siarczan amonu jest prekursorem innych soli amonowych, zwłaszcza nadsiarczanu amonu.

Siarczan amonu jest wymieniony jako składnik wielu szczepionek w Stanach Zjednoczonych według Centrów Kontroli Chorób.[12]

Siarczan amonu stosowano także w kompozycjach opóźniających palenie, działających podobnie jak fosforan diamonu. Jako środek zmniejszający palność zwiększa temperaturę spalania materiału, zmniejsza maksymalne tempo utraty masy i powoduje wzrost wytwarzania pozostałości lub zwęglenia.

Przygotowanie

Siarczan amonu wytwarza się przez potraktowanie amoniaku kwasem siarkowym:

2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4

Mieszaninę gazowego amoniaku i pary wodnej wprowadza się do reaktora zawierającego nasycony roztwór siarczanu amonu i około 2% do 4% wolnego kwasu siarkowego o temperaturze 60°C. Stężony kwas siarkowy dodaje się w celu utrzymania kwasowości roztworu i utrzymania poziomu wolnego kwasu. Ciepło reakcji utrzymuje temperaturę reaktora na poziomie 60 stopni. Suchy, sproszkowany siarczan amonu można wytworzyć przez rozpylenie kwasu siarkowego do komory reakcyjnej wypełnionej gazowym amoniakiem. Ciepło reakcji odparowuje całą wodę obecną w układzie, tworząc sproszkowaną sól. W 1981 roku wyprodukowano około 6 miliardów ton.

Siarczan amonu jest również wytwarzany z gipsu (CaSO₄·2H₂O). Drobno rozdrobniony gips dodaje się do roztworu węglanu amonu. Węglan wapnia wytrąca się w postaci ciała stałego, pozostawiając w roztworze siarczan amonu.

(NH4)2CO3 + CaSO4 → (NH4)2SO4 + CaCO3

Siarczan amonu występuje naturalnie jako rzadki minerał maskagnit w fumarolach wulkanicznych oraz w wyniku pożarów węgla na niektórych hałdach.

Siarczan amonu jest produktem ubocznym przy produkcji metakrylanu metylu.

Właściwości

Siarczan amonu staje się ferroelektryczny w temperaturach poniżej -49,5 stopnia. W temperaturze pokojowej krystalizuje w układzie rombowym o rozmiarach komóreka = 7.729 Å, b = 10.560 Å, c= 5.951 Å. Po schłodzeniu do stanu ferroelektrycznego symetria kryształu zmienia się w grupę przestrzenną Pna2₁

Reakcje

Siarczan amonu rozkłada się po podgrzaniu powyżej 250 stopni (482 stopni F), tworząc najpierw wodorosiarczan amonu. Ogrzewanie w wyższych temperaturach powoduje rozkład na amoniak, azot, dwutlenek siarki i wodę.

Jako sól mocnego kwasu (H₂WIĘC₄) i słabą zasadą (NH₃), jego roztwór jest kwaśny; pH 0,1 M roztworu wynosi 5,5. W roztworze wodnym zachodzą reakcje takie jak NH+
4 i SO2-
4 jony. Na przykład dodatek chlorku baru wytrąca siarczan baru. Przesącz po odparowaniu daje chlorek amonu.

Siarczan amonu tworzy wiele soli podwójnych (siarczany metali amonowych), gdy jego roztwór miesza się z równomolowymi roztworami siarczanów metali i roztwór powoli odparowuje. W przypadku jonów metali trójwartościowych tworzą się ałuny, takie jak siarczan amonowo-żelazowy. Siarczany metali podwójnych obejmują siarczan amonowo-kobaltowy, siarczan żelazowo-diamonowy, siarczan amonowo-niklowy, znane jako sole Tuttona i siarczan amonowo-cerowy. W rodzinie Langbeinitów występują także bezwodne podwójne siarczany amonu. Wytwarzany amoniak ma ostry zapach i jest toksyczny.

Cząsteczki odparowanego siarczanu amonu unoszące się w powietrzu stanowią około 30% drobnych zanieczyszczeń pyłowych na całym świecie.[18]

Reaguje z dodatkowym kwasem siarkowym, dając wodorosiarczan triamonu (NH4)3H(SO4)2.

Legislacja i kontrola

W listopadzie 2009 r. rząd NWFP nałożył zakaz stosowania nawozów zawierających siarczan amonu, azotan amonu i azotan wapnia i amonu w dawnej dywizji Malakand-obejmującej okręgi Upper Dir, Lower Dir, Swat, Chitral i Malakand w północno-zachodniej prowincji granicznej (NWFP) Pakistanu po doniesieniach, że bojownicy używali ich do produkcji materiałów wybuchowych. W styczniu 2010 r. z tego samego powodu substancje te zostały zakazane także w Afganistanie.

Zobacz także

Wytrącanie siarczanu amonu