Formula, lastnosti in uporabe amonijevega iona (NH4+)

On Ionski amonij To je poliatomski kation s pozitivno obremenitvijo, katere kemična formula je NH₄⁺. Molekula ni ravna, ima pa obliko tetraedna. Štirje atomi vodika tvorijo štiri vogale.

Amoniak dušik ima nekaj skupnih elektronov, ki lahko sprejmejo proton (lewisovo bazo), da amonijev ion tvori protonacijo amoniaka v skladu z reakcijo: NH₃ + H⁺ → NH₄⁺

Slika 1: Amonijeva ionska struktura.

Ime amonija se daje tudi nadomestnim aminom ali substituiranim amonijevim kationom. Na primer, metimonijev klorid je ionska solna ionska₃Nh₄Cl, kjer je kloridni ion povezan z metilaminom.

Amonijev ion ima zelo podobne lastnosti kot najtežje alkalne kovine in se pogosto šteje. Pričakuje se, da se bo amonij obnašal kot kovina pri zelo visokih pritiskih, kot znotraj velikanskih plinskih planetov, kot sta Uran in Neptun.

Amonijev ion ima pomembno vlogo pri sintezi beljakovin v človeškem telesu. Če povzamemo, vsa živa bitja potrebujejo beljakovine, ki jih tvori približno 20 različnih aminokislin. Medtem ko lahko rastline in mikroorganizmi sintetizirajo večino aminokislin iz dušika v atmosferi, živali ne morejo.

Za ljudi nekaterih aminokislin sploh ni mogoče sintetizirati in jih je treba zaužiti kot esencialne aminokisline.

Druge aminokisline pa lahko sintetiziramo z mikroorganizmi v prebavilih. Tako je ta molekula ključna številka v dušikovem ciklu in sintezi beljakovin.

[TOC]

Lastnosti

Topnost in molekulska teža

Amonijev ion ima molekulsko maso 18.039 g/mol in topnost 10,2 mg/ml vode (Nacionalni center za biotehnološke informacije, 2017). Pri raztapljanju amoniaka v vodi se amonijev ion tvori v skladu z reakcijo:

Nh₃ + H₂O → nh₄⁺ + Oh^-

To poveča koncentracijo hidroksila na sredini s povečanjem pH raztopine (Royal Society of Chemistry, 2015).

Osnovne lastnosti kisline

Amonijev ion ima 9,25 pkb. To pomeni, da bo pH večji od te vrednosti imel kislo vedenje in manjši pH bo imel osnovno vedenje.

Na primer, z raztapljanjem amoniaka v ocetni kislini (PKA = 4,76), trijevo elektronski par brez dušika vzame srednji proton s povečanjem koncentracije hidroksidov v skladu z enačbo:

Nh₃ + Pogl₃COOH ⇌ NH₄⁺ + Pogl₃COO^-

Vendar pa v prisotnosti močne baze, kot je natrijev hidroksid (PKA = 14,93), amonijev ion daje proton mediju v skladu z reakcijo:

Vam lahko služi: kemično ravnovesje: razlaga, dejavniki, vrste, primeri

Nh₄⁺ + Naoh ⇌ nh₃ + Na⁺ + H₂Tudi

Za zaključek bo pri pH manj kot 9,25 protoniran dušik, medtem ko bo pH večji od te vrednosti nezaščiten. To je izrednega pomena pri razumevanju stopinjskih krivulj in razumevanju vedenja snovi, kot so aminokisline.

Amonijeve soli

Ena najbolj značilnih lastnosti amoniaka je njegova moč, da se neposredno kombinira s kislinami, da tvori soli glede na reakcijo:

Nh₃ + HX → NH₄X

Tako s klorovodikovo kislino tvori amonijev klorid (NH₄Cl); Z dušikovo kislino, amonijev nitrat (NH₄Ne₃), z ogljikovo kislino bo tvoril amonični karbonat ((NH₄)₂Co₃) itd.

Pokazalo se je, da popolnoma suhi amonijak ne bo kombiniran s popolnoma suho klorovodikovo kislino, saj je vlaga, potrebna za reakcijo (Vias Encyclopedia, 2004).

Večina preprostih amonijevih soli je zelo topnih v vodi. Izjema je amonijev heksakloroplatinat, katerega tvorba se uporablja kot amonijev test. Amonijeve nitratne soli in zlasti perklorat so zelo eksplozivne, v teh primerih je amonij reducirajoče sredstvo.

V nenavadnem procesu amonijevi ioni tvorijo amalgam. Takšne vrste pripravimo z elektrolizo amonijeve raztopine z uporabo katode živega srebra. Ta amalgam se sčasoma razpada na prosto svobodno amoniak in vodik (Johnston, 2014).

Ena najpogostejših amonijevih soli je amonijev hidroksid, ki je preprosto amonijak, raztopljen v vodi. Ta spojina je zelo pogosta in jo naravno najdemo v okolju (v zraku, vodi in tleh) ter v vseh rastlinah in živalih, vključno z ljudmi.

Prijave

Amonij je pomemben vir dušika za številne rastlinske vrste, zlasti tiste, ki rastejo v hipoksičnih tleh. Vendar pa je strupena tudi za večino vrst pridelkov in redko velja kot edini vir dušika (baza podatkov, človeški presnova, 2017).

Mikroorganizmi zaužijejo dušik (n), povezan z beljakovinami v mrtvi biomasi in se spremeni v amonijeve ione (NH4+), ki jih lahko neposredno absorbirajo korenine rastlin (na primer riž).

Amonijevi ioni običajno postanejo nitritni ioni (NO2-) z nitrosomanskimi bakterijami, čemur sledi druga pretvorba v nitrat (NO3-) z nitrobakterskimi bakterijami.

Trije največji viri dušika, ki se uporabljajo v kmetijstvu, so sečnina, amonij in nitrat. Biološka oksidacija amonijevega nitrata je znana kot nitrifikacija. Ta postopek obravnava več korakov in ga posredujejo avtotrofične bakterije, prisilne aerobike.

Vam lahko postreže: kalij (k)

V poplavljenih tleh je oksidacija NH4+ omejena. Sečnina razgradi encim Ureasa ali kemično hidrolizira na amonijak in CO2.

V prehodnem odlomku se amonijak pretvori z amonificirajočimi bakterijami v amonijevem ionu (NH4+). V naslednjem koraku se amonij pretvori z nitrificirajočimi bakterijami v nitratu (nitrifikacija).

Ta oblika, zelo mobilni dušik, najpogosteje absorbira korenine rastlin, pa tudi mikroorganizmi v tleh.

Za zapiranje dušikovega cikla plinasti dušik v atmosferi postane biomasni dušik zaradi bakterij rizobija, ki živijo v koreninskih tkivih stročnic (na primer v alfalfu in za cianobakterije in Lazotobacter (Sposito, 2011).

Skozi amonijeve (NH4+) vodne rastline lahko absorbirajo in vključijo dušik v beljakovine, aminokisline in druge molekule. Visoke koncentracije amonija lahko povečajo rast alg in vodnih rastlin.

Amonijev hidroksid in druge amonijeve soli se pogosto uporabljajo pri predelavi hrane. Predpisi uprave za hrano in zdravila (FDA) trdijo, da je amonijev hidroksid varen ("splošno priznan kot zavarovanje" ali GRAS) kot agent za kvasovka, nadzornik pH in končni agent, ki je površen v hrani.

Seznam hrane, v katerem se amonijev hidroksid uporablja kot neposreden dodatek za hrano, je obsežen in vključuje pečene izdelke, sire, čokolade, druge slaščice (na primer karamelo) in pudine. Amonijev hidroksid se uporablja tudi kot protimikrobno sredstvo v mesnih izdelkih.

Amoniak v drugih oblikah (na primer amonijev sulfat, amonijev alginat) se uporablja v zadrževalnih zapisih, izolaciji sojine beljakovine, prigrizkov, marmelado in želejev ter brezalkoholnih pijač (Pnatassium nitrate Association, 2016).

Merjenje amonija se uporablja v Rambo testu, še posebej uporabno pri diagnozi vzroka acidoze (test ID: Rambo amonij, naključno, urin, S.F.). Ledvica uravnava izločanje kisline in sistemsko osnovno kislino.

Spreminjanje količine amonija v urinu je pomemben način, da ledvice opravljajo to nalogo. Merjenje ravni amonija v urinu lahko zagotovi razumevanje vzroka spremembe baze osnovne kisline pri bolnikih.

Raven amonija v urinu lahko zagotovi tudi veliko informacij o dnevni proizvodnji kisline pri določenem bolniku. Ker večina posameznikove kisle obremenitve izvira iz zaupnih beljakovin, je količina amonija v urinu dober pokazatelj vnosa beljakovin v prehrani.

Vam lahko služi: žveplov oksid

Meritve amonijevega urina so lahko še posebej koristne za diagnozo in zdravljenje bolnikov z ledvičnimi kamni:

• Visoka raven amonija v urinu in pH v urinu predlaga izgube prebavil. Ti bolniki ogrožajo kamni sečne kisline in kalcijevega oksalata.
• Malo amonija v urinu in visok pH urina kaže na ledvično cevasto acidozo. Ti bolniki ogrožajo izračune kalcijevega fosfata.
• Bolnike s kalcijevim oksalatnim kamnom in kalcijevim fosfatom se pogosto zdravijo s citrat, da se dvignejo urinski citrat (naravni zaviralec kalcijevega oksalata in rast kristala kalcijevega fosfata).

Ker pa se citrat presnavlja v bikarbonatu (baza), lahko to zdravilo poveča tudi pH urina. Če je pH urina previsok pri zdravljenju s citratom, je lahko tveganje za kalcijeve fosfatne kamne nehote vključeno.

Spremljanje amonijevega urina je oblika naslova odmerka citrata in se izognete tej težavi. Dober odmerek začetnega citrata je približno polovica izločanja amonija v urinu (v mEq vsakega).

Učinek tega odmerka na vrednosti amonija, citrata in pH urina je mogoče nadzorovati in prilagoditi odmerek citrata na podlagi odziva. Padec amonija v urinu naj bi pokazal, ali trenutni citrat zadostuje za delno preprečevanje (vendar ne v celoti) dnevno obremenitev kisline tega danega pacienta.

Reference

1. Baza podatkov, človeški presnova. (2017, 2. marec). Metabokard za prikaz amonija. Pridobljeno iz: hmdb.AC.
2. Johnston, f. J. (2014). Amonijeva sol. AccessCience Recover: Accesscience.com.
3. Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. (2017, 25. februarja). PUBCHEM SOSTACIJSKA PODATKA; Cid = 16741146. Pridobljeno iz PubChema.
4. Združenje pnatassium nitrate. (2016). Nitrat (NO3-) v primerjavi z amonijem (NH4+). Okreval od KNO3.org.
5. Royal Society of Chemistry. (2015). Amonijev ion. Chemspider je okreval: Chemspider.com.
6. Sposito, g. (2011, 2. septembra). Prst. Okrevano iz Britannice Encyclopedia: Britannica.com.
7. ID testa: Rambo amonium, naključno, urin. (S.F.). Pridobljeno iz EncyclopediamAMamedamical Laboratorie.com.
8. Načine enciklopedija . (2004, 22. december). Amonijeve soli. Okrevano z enciklopedijskih cest.org.