كربونات الأمونيوم (NH4)2CO3

في الكيمياء إن مركب كربونات الأمونيوم عبارة عن ملح أمونيوم موجب من ملح حمض الكربونيك العادي الصيغة الكيميائية هي: ((NH4) 2CO3)، والمنتج النقي عبارة عن مسحوق أو صلب بلوري مكعب عديم اللون أو أبيض له رائحة قوية من الأمونيا، أما المنتج الصناعي فهو عبارة عن ملح معقد من بيكربونات الأمونيوم وكربامات الأمونيوم، وهو عبارة عن كتلة بيضاء أو قشرية أو صغيرة من المنتج الصلب المسحوق، وغالبًا ما يكون مع الماء البلوري الجزيئي فهو مسترطب وقابل للذوبان في الماء ويمكن أن يتحلل في حالة الماء الساخن، وهو غير قابل للذوبان في الإيثانول وثاني كبريتيد الكربون.

كربونات الأمونيوم

• يمكن أن تتحلل كربونات الأمونيوم بسرعة إلى أمونيا وثاني أكسيد الكربون والماء عند 58 درجة مئوية، كما يمكن الحصول على كربونات الأمونيوم عن طريق إدخال الأمونيا في محلول كربونات الصوديوم ويتبلور المحلول عند 30 درجة مئوية، وتفقد الأمونيا تدريجياً لتكوين بيكربونات الأمونيوم في الهواء، حيث يتم تقديم صيغة كربونات الأمونيوم، والتي تُعرف أيضًا باسم صيغة بيكر للأمونيا أو صيغة ملح الأمونيوم على أنه مركب كيميائي يتكون من أيونات الأمونيوم والكربونات، غير عضوي ويمتلك الصيغة الكيميائية التالية: ((NH4) 2CO3).

• كربونات الأمونيوم هو عبارة عن مسحوق بلوري أبيض أو صلب عديم اللون له رائحة قوية من الأمونيا وله طعم نشادر حاد، كما أنه غير قابل للاحتراق وهو قابل للذوبان في الماء، عندما يتفاعل مع الأحماض فإنه يشكل ملح الأمونيوم وثاني أكسيد الكربون، وعندما يتفاعل مع القواعد فإنه ينتج غاز الأمونيا، ويتم إنتاجه عن طريق خلط ثاني أكسيد الكربون والأمونيا المائية، ويستخدم على نطاق واسع كعامل تخمير وكنكهة ملح بسبب خاصية تحلل الأمونيا الغازية وثاني أكسيد الكربون عند التسخين.

خصائص كربونات الأمونيوم

• إن مركب كربونات الأمونيوم عبارة عن مسحوق بلوري غير لامع لتقويم العظام، عادة لا يمكن الحصول على الملح اللامائي، والملح الصناعي هو في الواقع مركب من بيكربونات الأمونيوم وكربامات الأمونيوم، حيث تكون كمية الأمونيا 31٪، أما كمية ثاني أكسيد الكربون 56٪، وعلى الرغم من أنه قابل للذوبان في الماء إلا أنه لا يمكن أن يذوب في كل من الإيثانول وغير قابل للذوبان في ثاني كبريتيد الكربون والأمونيا المركزة، وهو غير مستقر في الهواء وسوف يتحول تدريجياً إلى بيكربونات الأمونيوم وكربامات الأمونيوم.

• نشير عادة إلى كربونات الأمونيوم باسم أمونيا بيكر، وإلى جانب ذلك فهو مركب كيميائي يتكون من أيونات الأمونيوم والكربونات، وعلاوة على ذلك فإن كربونات الأمونيوم غير قابلة للاحتراق كما أنها قابلة للذوبان عند إذابتها في الماء، والأهم من ذلك أنه عندما يتفاعل مع الأحماض فإنه يطور ملح الأمونيوم وثاني أكسيد الكربون في نفس الوقت، وعندما يتفاعل مع القواعد فإنه يشكل غاز الأمونيا، ويتشكل من خلال عملية مزج ثاني أكسيد الكربون والأمونيا المائية معًا، وهو غير مستقر للضوء والحرارة، وهو استرطابي قليلا.

• يبلغ الوزن الجزيئي لكربونات الأمونيوم 96.09 جم لكل مول، ويمتلك كثافة مقدارها 1.50 جم لكل سم مكعب، كما وتبلغ درجة انصهاره 58 درجة مئوية بينما تتحلل، علما أنه تتحلل كربونات الأمونيوم عند التعرض للهواء مع فقدان الأمونيا وثاني أكسيد الكربون وتصبح بيضاء ومسحوقة وتبدأ بالتحول إلى بيكربونات الأمونيوم تدريجياً، وهو مركب سام وضار، إذا تناثر في العين عن طريق الخطأ يجب شطفها على الفور بكمية كبيرة من الماء، كما أن له تأثير محفز على الجلد، ويجب الانتباه إلى منع الغبار واستخراج الغبار وحماية الجهاز التنفسي وحماية الجلد.

إنتاج كربونات الأمونيوم

• تتكون كربونات الأمونيوم من مزيج من ثاني أكسيد الكربون والأمونيا المائية، ومع ذلك لقد تم إنتاج حوالي 80000 طن سنويًا اعتبارًا من عام 1997 ميلادي، ومن الممكن أن يتم إنتاج كربونات الأمونيوم بواسطة ثاني أكسيد الكربون، ويتكون هذا من إرسال ثاني أكسيد الكربون وغاز الأمونيا بمستوى نقاء يبلغ حوالي 99-99.99 في المائة إلى حوضين من الغازات العازلة بضغط من 0.2 إلى 2 ميجا باسكال.

• أما ما يعرف بطريقة الكربنة: فهي عبارة عن طريقة يتم فيها تصنيع مركب ثاني أكسيد الكربون والأمونيا والبخار مباشرة من كربونات الصوديوم ويمر عبر غرفة التبريد، ويستخدم الماء للتبريد المباشر، ثم يتم تكريره للحصول على منتجات كربونات الأمونيوم، تبعا للتفاعل التالي: (2NH3 + CO2 + H2O → (NH4) 2CO3).

• تتحلل مادة كربونات الأمونيوم بسرعة بطيئة جدًا مع درجة حرارة وضغط قياسيين من خلال مسارين، وبالتالي فإن أي عينة نقية في البداية من كربونات الأمونيوم ستتحول قريبًا إلى خليط يشتمل على العديد من المنتجات الثانوية، وتمتلك كربونات الأمونيوم القدرة على التحلل تلقائيًا إلى بيكربونات الأمونيوم والأمونيا، والتي تتحلل فيما بعد إلى ثاني أكسيد الكربون والماء وبعض جزيئات الأمونيا الأخرى:

(NH4) 2CO3 → NH4HCO3 + NH3

NH4HCO3 → H2O + CO2 + NH3

استخدامات كربونات الأمونيوم

• تعمل مادة كربونات الأمونيوم أيضًا كعامل تخمير في بعض الوصفات التقليدية وعلى سبيل المثال: سبيكولوس، تونبرود أو ليبكوشن، لقد كان سلف مسحوق الخبز العام الأكثر استخدامًا لليوم، كما أن كربونات الأمونيوم هي المكون الرئيسي لأملاح الرائحة، على الرغم من أن الحجم التجاري لعملية إنتاجهم أصغر، وكربونات الأمونيوم يستخدم كعنصر نشط يساعد في تخفيف أعراض التهاب الشعب الهوائية.

• ومن الممكن أن يتم استبدال ملعقة صغيرة من أمونيا الخباز بملعقة صغيرة من مسحوق الخبز مع ملعقة صغيرة من صودا الخبز، ويتم استخدامه كمواد خام لمسحوق الخبز وأملاح الأمونيوم المختلفة، وله دور المواد المساعدة وفي الأسمدة وككاشف تحليلي، كما وتستخدم كربونات الأمونيوم الصالحة للأكل كعامل عازل، كما ويتم استخدامه كعامل معادل وكعامل تخمير، كما ويتم استخدامه من أجل عملية مكافحة الحرائق والمنظفات ويستخدم في الطب والمطاط والتخمير الصناعي الأخرى.

• علاوة على ذلك فإن كربونات الأمونيوم مفيد أيضًا على صورة مقيئ، كما أنه موجود في التبغ الذي لا يُدَخَّن بشكل عام الذي يمضغ منتجات التبغ مثل (Skoal)، يستخدمه المرء أيضًا في المحلول المائي كعامل تنظيف لعدسات التصوير الفوتوغرافي الذي ينظف العدسات وعلى سبيل المثال: منظف عدسات (Kodak) من (Eastman Kodak).

تفاعلات ذات الصلة مع كربونات الأمونيوم

• في درجة حرارة الغرفة التحلل كبير، وعند درجة حرارة منخفضة وضغط معين فإنه يمكن الحصول على ثاني أكسيد الكربون والماء مع وجود فائض من الأمونيا، كربونات الأمونيوم: (2NH3 + CO2 + H2O → (NH4)2CO3)، أما كبريتات الأمونيوم وكربونات الكالسيوم المعلقة تحت التسخين لتوليد كربونات الأمونيوم: ((NH4) 2SO4 + CaCO3 → (NH4) 2CO3 + CaSO4)، كما ستتفاعل اليوريا في محلول مائي تدريجيًا مع الماء لتكوين كربونات الأمونيوم:( CO (NH2) 2 + 2H2O → (NH4) 2CO3).