אמוניום סולפט

תרכובת

אמוניום סולפט (Ammonium sulfate) בשימוש מדעי באנגלית אמריקאית ובינלאומית; ammonium sulphate באנגלית בריטית); (NH4)2SO4, הוא מלח אנאורגני בעל מספר שימושים מסחריים. השימוש הנפוץ ביותר הוא כדשן אדמה. הוא מכיל 21% חנקן ו-24% גופרית.

אמוניום סולפט
Ammonium sulfate.png
כתיב כימי H₈N₂O₄S עריכת הנתון בוויקינתונים
מספר CAS 7783-20-2
צפיפות 1.769 גרם/סמ"ק
אנתלפיית התהוות סטנדרטית −1,180 קילוג'ול למול
לעריכה בוויקינתונים שמשמש מקור לחלק מהמידע בתבנית OOjs UI icon info big.svg

שימושיםעריכה

השימוש העיקרי באמוניום גופרתי הוא כדשן לקרקעות אלקליות. יון האמוניום משתחרר באדמה, ויוצר כמות קטנה של חומצה, המורידה את מאזן ה-pH של האדמה, תוך כדי תרומה של חנקן חיוני לצמיחת צמחים. החיסרון העיקרי בשימוש באמוניום גופרתי הוא תכולת החנקן הנמוכה שלו ביחס לאמוניום חנקתי, דבר שמעלה את עלויות ההובלה.

אמוניום סולפט משמש גם כתוסף בריסוס חקלאי עבור קוטלי חרקים מסיסים במים, קוטלי עשבים ופטריות. שם, הוא מתפקד לקשירת קטיונים של ברזל וסידן הנמצאים גם במי באר וגם בתאי צמחים. הוא נחשב ליעיל במיוחד כתוסף לקוטלי עשבים 2,4-D (אמין), גלייפוסט וגלופוסינט.

שימוש במעבדהעריכה

משקעי אמוניום סולפט היא שיטה נפוצה לטיהור חלבון על ידי הפיכתו למשקע. ככל שהחוזק היוני של התמיסה עולה, מסיסות החלבונים בתמיסה יורדת. אמוניום גופרתי מסיס ביותר במים בשל אופיו היוני, ולכן הוא יכול "להמליח" חלבונים על ידי משקעים.[1] בשל הקבוע הדיאלקטרי הגבוה של מים, יוני המלח המנותקים הם אמוניום קטיוני וסולפט אניוני נפתרים בקלות בתוך קליפות הידרציה של מולקולות מים. המשמעות של חומר זה בטיהור תרכובות נובעת מהיכולת שלו להיות יותר hydrated בהשוואה למולקולות לא קוטביות יותר באופן יחסי וכך המולקולות הלא קוטביות הרצויות מתלכדות ומשקעות מתוך התמיסה בצורה מרוכזת. שיטה זו נקראת "המלחה" ומחייבת שימוש בריכוזי מלח גבוהים שיכולים להתמוסס בצורה מהימנה בתערובת המימית. אחוז המלח בשימוש הוא בהשוואה לריכוז המרבי של המלח בתערובת יכול להתמוסס. ככזה, אף על פי שדרושים ריכוזים גבוהים כדי שהשיטה תעבוד, הוספת שפע של מלח, מעל 100%, יכולה גם להרוות יתר על המידה את התמיסה, ולכן, לזהם את המשקע הלא קוטבי במשקע מלח.[2] ריכוז מלחים גבוה, שניתן להשיג על ידי הוספה או הגדלת ריכוז אמוניום סולפט בתמיסה, מאפשר הפרדת חלבון על בסיס ירידה במסיסות החלבון; ניתן להשיג הפרדה זו באמצעות צנטריפוגה. משקעים על ידי אמוניום גופרתי הם תוצאה של הפחתה במסיסות ולא דנטורציה של חלבון, ולכן ניתן להמיס את החלבון המשקע באמצעות מאגרים סטנדרטיים.[3] משקעי אמוניום גופרתי מספקים אמצעי נוח ופשוט לחלוקה של תערובות חלבון מורכבות.

בניתוח של סריגי גומי מנתחים חומצות שומן נדיפות על ידי השקעת גומי בתמיסת אמוניום סולפט 35% המשאירה נוזל צלול שממנו מתחדשות חומצות שומן נדיפות עם חומצה גופרתית ולאחר מכן מזוקקות בקיטור. משקעים סלקטיביים עם אמוניום גופרתי, בניגוד לטכניקת המשקעים הרגילה המשתמשת בחומצה אצטית, אינו מפריע לקביעת חומצות שומן נדיפות.[4]

תוסף מזוןעריכה

כתוסף מזון, אמוניום סולפט נחשב למוכר בדרך כלל כבטוח (GRAS) על ידי מנהל המזון והתרופות האמריקאי, ובאיחוד האירופי הוא מסומן על ידי מספר E517. הוא משמש כמווסת חומציות בקמחים ולחמים.

שימושים אחריםעריכה

בטיפול במי שתייה, נעשה שימוש באמוניום גופרתי בשילוב עם כלור ליצירת מונוכלורמין לחיטוי.

אמוניום סולפט משמש בקנה מידה קטן בהכנת מלחי אמוניום אחרים, במיוחד אמוניום פרסולפט.

אמוניום גופרתי רשום כמרכיב עבור חיסונים רבים של ארצות הברית לפי המרכז לבקרת מחלות.

תמיסה רוויה של אמוניום גופרתי במים כבדים (D 2 O) משמשת כתקן חיצוני בספקטרוסקופיה של NMR גופרית (33 S) עם ערך היסט של 0 ppm.

אמוניום סולפט שימש גם בהרכבים מעכבי בעירה הפועלים בדומה לדיאממוניום פוספט. כמעכב בעירה, הוא מגביר את טמפרטורת הבעירה של החומר, מקטין את שיעורי הירידה המקסימלית במשקל וגורם לעלייה בייצור שאריות או פחם.[5] ניתן לשפר את יעילות מעכב הבעירה שלו על ידי מיזוגו עם אמוניום סולפאמט.[דרוש מקור] הוא שימש בכיבוי אש אווירי.

אמוניום גופרתי שימש כחומר משמר לעץ, אך בשל אופיו ההיגרוסקופי, שימוש זה הופסק במידה רבה בגלל בעיות הקשורות בקורוזיה של מחברי מתכת, חוסר יציבות ממדים וכישלונות גימור.

אמוניום גופרתי מיוצר על ידי טיפול באמוניה בחומצה גופרתית:

2 NH 3 + H 2 SO 4 → (NH 4) 2 SO 4

תערובת של גז אמוניה ואדי מים מוכנסת לכור המכיל תמיסה רוויה של אמוניום גופרתי וכ-2 עד 4% חומצה גופרתית חופשית ב-60 מעלות צלזיוס. חומצה גופרתית מרוכזת מתווספת כדי לשמור על התמיסה חומצית, וכדי לשמור על רמת החומצה החופשית שלה. חום התגובה שומר על טמפרטורת הכור על 60 מעלות צלזיוס. אמוניום גופרתי יבש ואבקת עשוי להיווצר על ידי ריסוס חומצה גופרתית לתוך תא תגובה מלא בגז אמוניה. חום התגובה מאדה את כל המים הנמצאים במערכת, ויוצר מלח אבקתי. כ-6,000 מיליון טון יוצרו בשנת 1981.

אמוניום גופרתי מיוצר גם מגבס (CaSO 4 ·2H 2 O). גבס מחולק דק מתווסף לתמיסת אמוניום פחמתי. סידן פחמתי משקע כמוצק ומשאיר אמוניום גופרתי בתמיסה.

(NH 4) 2 CO 3 + CaSO 4 → (NH 4 ) 2 SO 4 + CaCO 3

אמוניום גופרתי מופיע באופן טבעי כמינרל מסקגניט הנדיר בפומרולות געשיות ובשל שריפות פחם בחלק מהמזבלות.

נכסיםעריכה

אמוניום גופרתי הופך לפרו-אלקטרי בטמפרטורות מתחת ל-49.5 מעלות צלזיוס. בטמפרטורת החדר הוא מתגבש במערכת האורתורומבית, עם גודל תאים של a = 7.729 Å, b = 10.560 Å, c = 5.951 א. כאשר הוא מקורר למצב ferrorelectric, הסימטריה של הגביש משתנה לקבוצת החלל Pna2 1.[6]

תגובותעריכה

אמוניום גופרתי מתפרק בחימום מעל 250 מעלות צלזיוס, יוצר תחילה אמוניום ביסולפט. חימום בטמפרטורות גבוהות יותר גורם לפירוק לאמוניה, חנקן, גופרית דו-חמצנית ומים.[7]

כמלח של חומצה חזקה (H 2 SO 4) ובסיס חלש (NH 3), הפתרון שלו חומצי; ה-pH של תמיסה של 0.1 M הוא 5.5. בתמיסה מימית התגובות הן אלו של יוני NH 4 + ו-SO 4 -2. לדוגמה, תוספת של בריום כלוריד, מזרזת החוצה בריום סולפט. התסנין עם אידוי מניב אמוניום כלורי.

אמוניום סולפט יוצר מלחים כפולים רבים (אמוניום מתכת סולפטים) כאשר התמיסה שלו מעורבבת עם תמיסות אקוומולריות של סולפט מתכת והתמיסה מתאדה באיטיות. עם יוני מתכת משולשים נוצרים אלומים כגון אמוניום סולפט ברזל. סולפטים מתכת כפולים כוללים אמוניום קובלט סולפט, דיאממוניום סולפט ברזל, אמוניום ניקל סולפט הידועים בתור מלחי Tutton ואמוניום ceric סולפט. סולפטים כפולים מימיים של אמוניום מופיעים גם במשפחת הלנגבייניטים. לאמוניה המופקת יש ריח חריף והיא רעילה.

חלקיקים באוויר של אמוניום גופרתי אידוי מהווים כ-30% מזיהום החלקיקים העדינים ברחבי העולם.

חקיקה ובקרהעריכה

בנובמבר 2009, הוטל איסור על דשני אמוניום גופרתי, אמוניום חנקתי וסידן אמוניום חנקתי בחטיבת מלקאנד לשעבר - הכוללת את המחוזות Dir העליון, Dir תחתון, Swat, Chitral ו-Malakand של מחוז צפון מערב הגבול (NWFP) של פקיסטן, על ידי ממשלת NWFP, בעקבות דיווחים שהם שימשו חמושים לייצור חומרי נפץ. בינואר 2010, חומרים אלו נאסרו גם באפגניסטן מאותה סיבה.

לקריאה נוספתעריכה

  • מאפיינים: UNIDO והמרכז לפיתוח דשנים בינלאומיים (1998), מדריך דשנים, מוציאים לאור אקדמי של Kluwer,מסת"ב 0-7923-5032-4.

קישורים חיצונייםעריכה

  מדיה וקבצים בנושא אמוניום סולפט בוויקישיתוף

הערות שולייםעריכה

  1. ^ Duong-Ly, Krisna C.; Gabelli, Sandra B. (2014-01-01). "Salting out of Proteins Using Ammonium Sulfate Precipitation". In Lorsch, Jon (ed.). Methods in Enzymology. Laboratory Methods in Enzymology: Protein Part C. Vol. 541. Academic Press. pp. 85–94. doi:10.1016/B978-0-12-420119-4.00007-0. ISBN 9780124201194. PMID 24674064.
  2. ^ Duong-Ly, Krisna C.; Gabelli, Sandra B. (2014-01-01). "Salting out of proteins using ammonium sulfate precipitation". Methods in Enzymology. 541: 85–94. doi:10.1016/B978-0-12-420119-4.00007-0. ISBN 9780124201194. ISSN 1557-7988. PMID 24674064.
  3. ^ Wingfield, Paul T. (2017-05-05). "Protein Precipitation Using Ammonium Sulfate". 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.
  4. ^ ASTM Standard Specification for Rubber Concentrates D 1076-06
  5. ^ George, C. W.; Susott, R. A. (באפריל 1971). "Effects of Ammonium Phosphate and Sulfate on the Pyrolysis and Combustion of Cellulose". Research Paper INT-90. USDA Forest Service. {{cite journal}}: (עזרה)
  6. ^ Okaya, Y.; K. Vedam; R. Pepinsky (1958). "Non-isomorphism of ferroelectric phases of ammonium sulfate and ammonium fluoberyllate". Acta Crystallographica. 11 (4): 307. doi:10.1107/s0365110x58000803. ISSN 0365-110X.
  7. ^ Liu Ke-wei, Chen Tian-lang (2002). "Studies on the thermal decomposition of ammonium sulfate". Chemical Research and Application (בסינית). 14 (6). doi:10.3969/j.issn.1004-1656.2002.06.038.