خصائص بيكربونات الأمونيوم وإنتاجه

في الكيمياء إن بيكربونات الأمونيوم عبارة عن مركب غير عضوي ويسمى أيضًا كربونات هيدروجين الأمونيوم، يتكون من عنصر النيتروجين وعنصر الأكسجين وعنصر الهيدروجين وعنصر الكربون، يمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (NH4HCO3)، وهو عبارة عن ملح البيكربونات (HCO3) من أيون الأمونيوم (NH⁺₄) الذي يتحلل بسهولة إلى ثاني أكسيد الكربون (ثاني أكسيد الكربون) والأمونيا والماء.

بيكربونات الأمونيوم

• بيكربونات الأمونيوم هو كاشف شائع الاستخدام في الإجراءات الصناعية والبحثية، وهو عبارة مادة متطايرة في المحلول وتطلق الأمونيا وثاني أكسيد الكربون، تجعل هذه الخاصية من بيكربونات الأمونيوم مخزنًا مؤقتًا جيدًا لتطبيقات مثل التجفيد وامتصاص الليزر بمساعدة المصفوفة، تُستخدم بيكربونات الأمونيوم أيضًا في هضم البروتينات في الهلام عن طريق التربسين وفي التحليل الطيفي الكتلي للبروتينات في (MALDI).

• هو عبارة عن مادة صلبة بلورية عديمة اللون تنبعث منها رائحة الأمونيا، قابلة للذوبان في الماء ولكنه غير قابل للذوبان في الإيثانول والأسيتون والكحول والبنزين، وهو خطير على البيئة ويجب اتخاذ تدابير فورية لوقف انتشاره، ويستخدم على نطاق واسع في معالجة الأغذية.

•  الوصف العام لهذه المادة أنها مادة تتواجد في الحالة صلبة بلورية بيضاء تمتلك رائحة الأمونيا، تذوب في الماء، علما أن الخطر الأكبر هو تهديدها للبيئة، وتستعمل في إنتاج مركبات الأمونيوم الأخرى وفي صنع الأغذية وللاستعمالات الأخرى، ملف التفاعل الحرارة> 36 درجة مئوية (ينتج الأمونيا وثاني أكسيد الكربون)، أحماض قوية وقواعد قوية (CO2 و NH3)، الخطر يتطور إلى أبخرة مزعجة عند التسخين إلى 35 درجة مئوية.

• قد يتسبب استنشاقها إلى حدوث المخاطر الصحية ومنها حدوث تهيج في الجهاز التنفسي، ويمكن أن يكون الابتلاع ضارًا، يسبب التلامس مع العين أو الجلد تهيجًا، وعند تسخينها وتهييجها، فإنه سيتم تحرير غاز الأمونيا السام من المركب، حيث يتحلل مع الانفجار وينتج غاز الأمونيا، إن بيكربونات الأمونيوم عبارة عن مادة صلبة بلورية بيضاء اللون تنبعث منها رائحة الأمونيا، قابلة للذوبان في الماء وغير قابلة للذوبان في الإيثانول.

• بيكربونات الأمونيوم تمتلك وزن جزيئي مقداره 79.056 جم لكل مول، وكثافة مقدارها 1.586 جم لكل سم مكعب، ونقطة انصهاره تساوي 41.9 درجة مئوية، يتم الحصول على هذا المركب عن طريق الجمع بين ثاني أكسيد الكربون (CO2) والأمونيا (NH3)، علما أن هذا المركب غير مستقر حراريًا ويتم الاحتفاظ بمحلول التفاعل باردًا للسماح بالترسيب كمادة صلبة بيضاء، ويكون شكل المعادلة الكيميائية كالتالي:

CO₂ + NH₃ + H₂O → (NH₄)HCO₃

خصائص بيكربونات الأمونيوم وإنتاجه

• من خصائص بيكربونات الأمونيوم أنه مادة صلبة بلورية بيضاء اللون، تمتلك رائحة الأمونيا الباهتة وهي قابلة للذوبان في الماء ولكنها غير قابلة للذوبان في الكحول والأسيتون، تتحلل فوق 35 درجة مئوية إلى أمونيا وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء، مطلقة أبخرة مهيجة، ويتم استرداد 30٪ فقط من النيتروجين المستخدم في هذا السماد بواسطة النباتات بسبب الطبيعة غير المستقرة لبيكربونات الأمونيوم، والذي يتشكل عن طريق تفاعل هيدروكسيد الأنونيوم وثاني أكسيد الكربون الزائد.

• إن بيكربونات الأمونيوم مستقر في درجة الحرارة المحيطة ولكنه يتحلل عند التسخين عند 60 درجة مئوية، ويذوب عند 107.5 درجة مئوية عند التسخين السريع جدًا، وهذا المركب غير مستقر حراريًا ويتم الاحتفاظ بمحلول التفاعل باردًا للسماح بالترسيب كمادة صلبة بيضاء، في عام 1997 ميلادي، تم إنتاج ما يقرب من 1،00،000 طن، وتظهر الخواص الكيميائية بيكربونات الأمونيوم على شكل بلورات أحادية الميل أو بلورات معينية، قابل للذوبان في الماء لكنه غير قابل للذوبان في الإيثانول وثاني كبريتيد الكربون والأمونيا المركزة.

• يذوب بيكربونات الأمونيوم في الماء ليعطي محلول قلوي خفيف، وهو غير قابل للذوبان في معظم المذيبات العضوية، في حين أنه مستقر في درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية)، فإنه يتحلل عند درجات حرارة أعلى من 36 درجة مئوية لتكوين الأمونيا وثاني أكسيد الكربون والماء في تفاعل ماص للحرارة (يمتص الطاقة للتفاعل من المناطق المحيطة).

NH4HCO3 → NH3 + CO2 + H2O

وفي نهاية ذلك فقد يتم الحصول على كربونات هيدروجين الأمونيوم عن طريق الجمع بين ثاني أكسيد الكربون (CO2) والأمونيا (NH3)، هناك طريقة الكربنة: وهي بعد امتصاص الماء للأمونيا، فإنه يتم تطبيق ثاني أكسيد الكربون للكربنة، متبوعًا بالفصل والتجفيف لإنتاج بيكربونات الأمونيوم، وبالنسبة لغاز ثاني أكسيد الكربون الناتج عن فرن الجير ويخضع للتنظيف والغسيل، يتم إرسال الأمونيا إلى التشبع، يليها الفصل بالطرد المركزي والتجفيف بالهواء الساخن للحصول على المنتجات النهائية.

NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3