Амонијум јон је позитивно наелектрисана полиатомиц катјон чија хемијска формула НХ 4 + . Молекул није раван, већ је обликован попут тетраедра. Четири атома водоника чине четири угла.
Азонски азот има пар необједињених електрона који могу да прихвате протон (Левис-ова база), па је амонијум-јон формиран протонацијом амонијака према реакцији: НХ 3 + Х + → НХ 4 +
Слика 1: Структура амонијум-јона.
Назив амонијум је такође дат супституисаним аминима или супституисаним амонијум катионима. На пример, метиламонијум хлорид је јонски со формуле ЦХ 3 НХ 4 Цл где је хлоридни јон везан за метиламина.
Амонијум јони имају својства врло слична тежим алкалним металима и често се сматрају блиским сродником. Очекује се да ће се амонијум понашати попут метала при веома високим притисцима, попут унутрашњих планета гаса попут Урана и Нептуна.
Амонијум јони игра важну улогу у синтези протеина у људском телу. Укратко, сва жива бића требају протеине који се састоје од око 20 различитих аминокиселина. Док биљке и микроорганизми могу синтетизовати већину аминокиселина из азота у атмосфери, животиње не могу.
За људе неке аминокиселине уопште не могу да се синтетишу и морају се конзумирати као есенцијалне аминокиселине.
Друге аминокиселине, међутим, могу се синтетизовати од стране микроорганизама у гастроинтестиналном тракту уз помоћ амонијачних јона. Стога је овај молекул кључна фигура у циклусу азота и у синтези протеина.
Својства
Растворљивост и молекуларна тежина
Амонијум-јон има молекулску масу од 18.039 г / мол и растворљивост 10.2 мг / мл воде (Национални центар за биотехнолошке информације, 2017). Растварајући амонијак у води формира амонијум-јон према реакцији:
НХ 3 + Х 2 О → НХ 4 + + ОХ -
Ово повећава концентрацију хидроксила у медијуму повећањем пХ раствора (Роиал Социети оф Цхемистри, 2015).
Својства киселе базе
Амонијум-јон има пКб од 9,25. То значи да ће при пХ вишем од ове вредности имати киселинско понашање, а при нижем пХ основно понашање.
На пример, када се раствара амонијак у сирћетној киселини (пКа = 4,76), слободни пар азона електрона узима протон из медијума, повећавајући концентрацију хидроксидних јона према једначини:
НХ 3 + ЦХ 3 ЦООХ ⇌ НХ 4 + + ЦХ 3 ЦОО -
Међутим, у присуству јаке базе, као што је натријум хидроксид (пКа = 14,93), амонијум-јон даје протону медијуму у складу са реакцијом:
НХ 4 + + НаОХ ⇌ НХ 3 + На + + Х 2 О
Закључно, при пХ мањој од 9,25, азот ће се протонирати, док ће код пХ већег од те вредности бити депротониран. Ово је од највеће важности за разумевање кривуља титрања и разумевање понашања супстанци као што су аминокиселине.
Амонијум соли
Једно од најкарактеристичнијих својстава амонијака је његова моћ да се директно комбинује са киселинама и формира соли у зависности од реакције:
НХ 3 + ХКС → НХ 4 Кс
Стога, са хлороводоничном киселином ствара амонијум хлорид (НХ 4 Цл); Са азотном киселином, амонијум нитратом (НХ 4 НО 3 ), са угљеном киселином ће формирати амонијум карбонат ((НХ 4 ) 2 ЦО 3 ) итд.
Показано је да се савршено сув амонијак неће комбиновати са савршено сувом хлороводоничном киселином, а влага је неопходна да изазове реакцију (ВИАС Енцицлопедиа, 2004).
Већина једноставних амонијевих соли је врло растворљива у води. Изузетак је амонијум-хексаклороплатинат, чије формирање се користи као тест за амонијум. Соли амонијум нитрата и нарочито перхлорат су високо експлозивни, у тим случајевима амонијум је редуктивно средство.
У необичном процесу, амонијум јони формирају амалгам. Такве врсте се припремају електролизом амонијум-раствора користећи живу катоду. Овај амалгам се на крају распада и ослобађа амонијак и водоник (Јохнстон, 2014).
Једна од најчешћих амонијевих соли је амонијум хидроксид, који је једноставно амонијак растворен у води. Ово једињење је веома уобичајено и налази се природно у околини (у ваздуху, води и земљишту) и у свим биљкама и животињама, укључујући људе.
Апликације
Амонијум је важан извор азота за многе биљне врсте, посебно оне који расту у хипоксичним тлима. Међутим, токсичан је и за већину врста усева и ретко се примењује као једини извор азота (Датабасе, Хуман Метаболоме, 2017).
Азот (Н), везан за протеине у мртвој биомаси, микроорганизми троше и претварају се у амонијум јоне (НХ4 +) који могу директно апсорбовати коренима биљке (нпр. Пиринач).
Амонијум јони се обично претварају у нитритне јоне (НО2-) нитросомонас бактеријама, након чега следи друга конверзија у нитрат (НО3-) Нитробацтер бактерија.
Три главна извора азота који се користе у пољопривреди су уреа, амонијум и нитрати. Биолошка оксидација амонијума до нитрата позната је као нитрификација. Овај поступак укључује неколико корака и посредовао га је аеробним, аутотрофичним бактеријама.
У поплављеним тлима ограничена је оксидација НХ4 +. Уреа се разграђује ензимом уреаза или хемијски хидролизује у амонијак и ЦО2.
У кораку амонификације, амонијак се претвара амонификационим бактеријама у амонијум-јон (НХ4 +). У следећем кораку амонијум се претвара нитрификационим бактеријама у нитрат (нитрификацију).
Овај високо покретни облик азота најчешће апсорбују корени биљке, као и микроорганизми у земљишту.
Да би се затворио циклус азота, гас душика у атмосфери се претвара у азот из биомасе помоћу бактерија Рхизобиум које живе у коријенским ткивима махунарки (на примјер, луцерке, грашка и пасуља) и махунарки (попут јелше). и цијанобактеријама и Азотобацтером (Спосито, 2011).
Кроз амонијум (НХ4 +), водене биљке могу апсорбовати и уградити азот у протеине, аминокиселине и друге молекуле. Високе концентрације амонијака могу повећати раст алги и водених биљака.
Амонијум хидроксид и друге амонијум соли се широко користе у преради хране. Прописи Управе за храну и лекове (ФДА) наводе да је амонијум хидроксид безбедан („општепризнат као безбедан“ или ГРАС) као средство за квасце, средство за контролу пХ и завршно средство. површна у храни.
Листа намирница у којима се амонијум хидроксид користи као директан адитив за храну је обимна и укључује пекарски производи, сиреви, чоколаде, други кондиторски производи (нпр. Бомбони) и пудинги. Амонијум хидроксид се такође користи као антимикробно средство у месним производима.
Амонијак у другим облицима (нпр. Амонијум сулфат, амонијум алгинат) користи се у зачинима, изолатима соје протеина, грицкалицама, џемима и желеима и безалкохолним пићима (ПНА калијум нитрат асоцијација, 2016).
Мерење амонијака користи се у РАМБО тесту, посебно корисно у дијагностицирању узрока ацидозе (ИД теста: РАМБО Амонијум, Случајно, Урин, СФ). Бубрег регулише излучивање киселине и системску ацидобазну равнотежу.
Промјена количине амонијака у урину је важан начин да то ураде бубрези. Мерење нивоа амонијака у урину може пружити увид у узрок поремећаја ацидобазне равнотеже код пацијената.
Ниво амонијака у урину такође може пружити пуно информација о дневној производњи киселине код одређеног пацијента. Будући да највећи део киселог оптерећења појединца долази од унесених протеина, количина амонијака у урину је добар показатељ уноса протеина у исхрани.
Мерења амонијака у урину могу бити посебно корисна за дијагнозу и лечење пацијената са бубрежним каменцима:
- Високи ниво амонијака у урину и низак пХ у урину указују на сталне губитке у стомаку. Ови пацијенти су у ризику од каменца мокраћне киселине и калцијум оксалата.
- Мало амонијака у урину и висок пХ урина сугерише бубрежну тубуларну ацидозу. Ови пацијенти су у ризику од камења калцијум-фосфата.
- Пацијенти са камењем калцијевим оксалатом и калцијум-фосфатом често се лече цитратима да би повисили цитрат у урину (природни инхибитор раста калцијум оксалата и кристала калцијум-фосфата).
Међутим, пошто се цитрат метаболизује у бикарбонат (базу), овај лек такође може повећати пХ урина. Ако је пХ урина превисок код третмана цитратима, ризик од каменца са калцијум-фосфатом може се нехотице повећати.
Праћење урина због амонијака један је од начина титрирања дозе цитрата и избегавања овог проблема. Добра почетна доза цитрата је око половине излучивања амонијака у урину (у мЕк сваког).
Утицај ове дозе на амонијум, вредности цитрата и пХ у урину може се надзирати и доза цитрата прилагодити на основу реакције. Пад амонијака у урину требало би да укаже да ли је тренутни цитрат довољан да делимично (али не у потпуности) надокнади дневни кисели набој тог пацијента.
Референце
- База података, људски метаболом. (2017, 2. марта). Приказује метабоардс за амонијум. Опоравак од: хмдб.ца.
- Јохнстон, ФЈ (2014). Амонијум со. Преузето са аццесссциенце: аццесссциенце.цом.
- Национални центар за информације о биотехнологији. (2017, 25. фебруара). ПубЦхем база података; ЦИД = 16741146. Преузето са ПубЦхема.
- ПНА асоцијација калијум нитрата. (2016). Нитрат (НО3-) у односу на амонијум (НХ4 +). преузето са кно3.орг.
- Краљевско хемијско друштво. (2015). Амонијум јони. Опоравак од цхемспидер-а: цхемспидер.цом.
- Спосито, Г. (2011, 2. септембра). Тло. Опоравак из енциклопедије британница: британница.цом.
- ИД теста: РАМБО Амонијум, Случајно, урин. (СФ). Опоравак од енцицлопедиамаиомедицаллабораторие.цом.
- ВИАС Енцицлопедиа. (2004., 22. децембра). Амонијум соли. Опоравак из енциклопедије виас.орг.