كبريتات الأمونيوم

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

كبريتات الأمونيوم (تُعرف في الإنجليزية الأمريكية والاستخدام العلمي الدولي باسم كبريتات الأمونيوم في الإنجليزية البريطانية )؛ [ NH₄ ] ₂SO₄ ، هي ملح غير عضوي له استخدامات تجارية عديدة. وأكثر استخداماته شيوعًا هو كسماد للتربة. تحتوي على 21% نيتروجين و24% كبريت .

الاستخدامات

زراعة

يُستخدم كبريتات الأمونيوم بشكل أساسي كسماد للتربة القلوية . في التربة، يتحرر أيون الأمونيوم مكونًا كمية ضئيلة من الحمض، مما يُخفض درجة حموضة التربة ، مع توفير النيتروجين الضروري لنمو النبات. من عيوب استخدام كبريتات الأمونيوم انخفاض محتواها من النيتروجين مقارنةً بنترات الأمونيوم أو اليوريا ، مما يزيد من تكاليف النقل. [ 2 ]

يُستخدم أيضًا كمادة مساعدة في رش المبيدات الزراعية القابلة للذوبان في الماء، مثل المبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب والفطريات . حيث يعمل على ربط كاتيونات الحديد والكالسيوم الموجودة في مياه الآبار وخلايا النبات. وهو فعال بشكل خاص كمادة مساعدة لمبيدات الأعشاب من نوع 2,4-D (أمين)، والجليفوسات ، والجلوفوسينات .

للاستخدام المختبري

يُعدّ الترسيب بكبريتات الأمونيوم طريقة شائعة لتنقية البروتينات بالترسيب. مع ازدياد القوة الأيونية للمحلول، تقلّ ذوبانية البروتينات فيه. ونظرًا لذوبانية كبريتات الأمونيوم العالية في الماء، فإنها قادرة على ترسيب البروتينات من المحاليل المائية. [ 3 ] [ 4 ] وينتج الترسيب بكبريتات الأمونيوم عن انخفاض الذوبانية وليس عن تمسخ البروتين ، وبالتالي يمكن إعادة إذابة البروتين المترسب باستخدام محاليل منظمة قياسية . [ 5 ] يوفر الترسيب بكبريتات الأمونيوم وسيلة سهلة ومريحة لفصل مخاليط البروتينات المعقدة. [ 6 ]

في تحليل شبكات المطاط، تُحلل الأحماض الدهنية المتطايرة بترسيب المطاط بمحلول كبريتات الأمونيوم بنسبة 35%، مما ينتج عنه سائل شفاف تُستخلص منه الأحماض الدهنية المتطايرة باستخدام حمض الكبريتيك، ثم يُقطر بالبخار. لا يؤثر الترسيب الانتقائي بكبريتات الأمونيوم، على عكس تقنية الترسيب المعتادة التي تستخدم حمض الخليك، على تحديد الأحماض الدهنية المتطايرة. [ 7 ]

مادة مضافة غذائية

يُعتبر كبريتات الأمونيوم، كمادة مضافة للأغذية، آمناً بشكل عام (GRAS) وفقاً لإدارة الغذاء والدواء الأمريكية ، [ 8 ] ويُرمز له في الاتحاد الأوروبي بالرقم E517 . ويُستخدم كمنظم حموضة في الدقيق والخبز. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

استخدامات أخرى

كبريتات الأمونيوم هي مادة أولية لأملاح الأمونيوم الأخرى، وخاصة بيرسلفات الأمونيوم .

تم إدراج كبريتات الأمونيوم كمكون للعديد من اللقاحات في الولايات المتحدة وفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها . [ 12 ]

كما استُخدم كبريتات الأمونيوم في تركيبات مثبطات اللهب، حيث يعمل بشكل مشابه لفوسفات ثنائي الأمونيوم . وبصفته مثبطًا للهب، فإنه يزيد من درجة حرارة احتراق المادة، ويقلل من معدلات فقدان الوزن القصوى، ويؤدي إلى زيادة إنتاج البقايا أو الفحم. [ 13 ]

تحضير

يتم تصنيع كبريتات الأمونيوم عن طريق معالجة الأمونيا بحمض الكبريتيك :

2 NH₃ + H₂SO₄ → [ NH₄ ] ₂SO₄​​​​​

يُضخ مزيج من غاز الأمونيا وبخار الماء إلى مفاعل يحتوي على محلول مشبع من كبريتات الأمونيوم ونسبة تتراوح بين 2% و4% من حمض الكبريتيك الحر عند درجة حرارة 60  درجة مئوية. يُضاف حمض الكبريتيك المركز للحفاظ على حموضة المحلول ومستوى الحمض الحر فيه. تحافظ حرارة التفاعل على درجة حرارة المفاعل عند 60  درجة مئوية. يمكن الحصول على كبريتات الأمونيوم الجافة والمسحوقة برش حمض الكبريتيك في حجرة تفاعل مملوءة بغاز الأمونيا. تعمل حرارة التفاعل على تبخير جميع الماء الموجود في النظام، مُكَوِّنةً ملحًا مسحوقيًا. بلغ الإنتاج حوالي 6 مليارات طن في عام 1981. [ 2 ]

يُصنع كبريتات الأمونيوم أيضاً من الجبس ( CaSO₄ · 2H₂O ) . يُضاف الجبس المطحون ناعماً إلى محلول كربونات الأمونيوم . يترسب كربونات الكالسيوم على شكل مادة صلبة، تاركاً كبريتات الأمونيوم في المحلول.

[ NH 4 ] 2 CO 3 + CaSO 4 → [ NH 4 ] 2 SO 4 + CaCO 3

يوجد كبريتات الأمونيوم بشكل طبيعي كمعدن نادر هو الماسكانيت في الفومارولات البركانية ، وبسبب حرائق الفحم في بعض أكوام النفايات. [ 14 ]

كبريتات الأمونيوم هي منتج ثانوي في إنتاج ميثيل ميثاكريلات . [ 15 ]

ملكيات

يصبح كبريتات الأمونيوم مادةً كهروإجهادية عند درجات حرارة أقل من -49.5  درجة مئوية. عند درجة حرارة الغرفة، يتبلور في النظام المعيني القائم ، بأبعاد خلية تبلغ a = 7.729  Å، b = 10.560  Å، c = 5.951  Å. عند تبريده إلى الحالة الكهروإجهادية، يتغير تناظر البلورة إلى المجموعة الفراغية Pna2 1. [ 16 ]

ردود الفعل

يتحلل كبريتات الأمونيوم عند تسخينه فوق 250 درجة مئوية (482 درجة فهرنهايت) ، مكوناً في البداية بيكبريتات الأمونيوم . ويؤدي التسخين عند درجات حرارة أعلى إلى تحلله إلى أمونيا ، ونيتروجين ، وثاني أكسيد الكبريت ، وماء. [ 17 ]  

باعتباره ملحًا لحمض قوي ( H₂SO₄ ) وقاعدة ضعيفة ( NH₃ ) ، فإن محلوله حمضي؛ حيث يبلغ الرقم الهيدروجيني لمحلول تركيزه 0.1 مولار 5.5 . في المحلول المائي ، تكون التفاعلات هي تفاعلات أيونات [ NH₄ ] ⁺ و SO₄²⁻ . على سبيل المثال، عند إضافة كلوريد الباريوم ، يترسب كبريتات الباريوم . وعند تبخير الراشح، ينتج كلوريد الأمونيوم . 

يُشكّل كبريتات الأمونيوم العديد من الأملاح المزدوجة (كبريتات فلزات الأمونيوم) عند مزج محلوله مع محاليل متساوية التركيز من كبريتات الفلزات، ثم تبخير المحلول ببطء. ومع أيونات الفلزات ثلاثية التكافؤ، تتكوّن الشبّات مثل كبريتات الأمونيوم الحديدية . تشمل كبريتات الفلزات المزدوجة كبريتات الأمونيوم الكوبالتية، وكبريتات الحديدوز ثنائية الأمونيوم ، وكبريتات الأمونيوم النيكل (المعروفة بأملاح تاتون) ، وكبريتات الأمونيوم السيرية . [ 2 ] كما توجد كبريتات الأمونيوم المزدوجة اللامائية في عائلة اللانغبينيت . يتميز الأمونيا الناتج برائحة نفاذة وهو سام.

تشكل الجسيمات المحمولة جواً من كبريتات الأمونيوم المتبخرة ما يقرب من 30% من تلوث الجسيمات الدقيقة في جميع أنحاء العالم. [ 18 ]

يتفاعل مع حمض الكبريتيك الإضافي ليعطي ثنائي كبريتات هيدروجين ثلاثي الأمونيوم، (NH 4 ) 3 H(SO 4 ) 2 . [ 19 ]

التشريع والرقابة

في نوفمبر/تشرين الثاني 2009، فرضت حكومة إقليم خيبر بختونخوا حظراً على استخدام أسمدة كبريتات الأمونيوم ونترات الأمونيوم ونترات أمونيوم الكالسيوم في منطقة مالاكاند السابقة - التي تضم مقاطعات دير العليا ودير السفلى وسوات وشيترال ومالاكاند - وذلك عقب ورود تقارير تفيد باستخدامها من قبل المسلحين في صناعة المتفجرات . وفي يناير / كانون الثاني 2010، تم حظر هذه المواد أيضاً في أفغانستان للسبب نفسه. [ 20 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ ليد، ديفيد ر.، محرر. (2006). دليل سي آر سي للكيمياء والفيزياء (الطبعة 87  ). بوكا راتون، فلوريدا: مطبعة سي آر سي . رقم ISBN 0-8493-0487-3.
  2. 1 2 3 زاب، كارل هاينز (2012). “مركبات الأمونيوم”. موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a02_243 . رقم ISBN 9783527303854.
  3. ↑ دوونغ-لي، كريشنا سي؛ غابيلي، ساندرا بي. (2014-01-01). "ترسيب البروتينات باستخدام كبريتات الأمونيوم". في: لورش، جون (محرر). طرق في علم الإنزيمات . طرق المختبر في علم الإنزيمات: البروتين، الجزء ج. المجلد 541. دار النشر الأكاديمية. الصفحات 85-94 . doi : 10.1016/B978-0-12-420119-4.00007-0 . ISBN   9780124201194PMID 24674064​​ 
  4. ↑ دوونغ-لي، كريشنا سي؛ غابيلي، ساندرا بي. (2014-01-01). "ترسيب البروتينات باستخدام كبريتات الأمونيوم". طرق المختبر في علم الإنزيمات: البروتين، الجزء ج . المجلد 541. الصفحات 85-94 . doi : 10.1016/B978-0-12-420119-4.00007-0 . ISBN   9780124201194ISSN 1557-7988 . PMID 24674064 .​  
  5. ↑ وينغفيلد، بول ت. (2017-05-05). "ترسيب البروتين باستخدام كبريتات الأمونيوم" . البروتوكولات الحالية في علم البروتين . 13 (1): A.3F.1–8. doi : 10.1002/0471140864.psa03fs13 . ISBN 978-0471140863ISSN 1934-3655 . PMC 4817497. PMID 18429073 .​​   
  6. ↑ "حاسبة كبريتات الأمونيوم" . شركة إنكور للتكنولوجيا الحيوية، 2013. مؤرشف من الأصل في 26 يناير 2016. تم الاطلاع عليه في 2 مارس 2013 .
  7. ↑ المواصفة القياسية ASTM لمركزات المطاط D 1076-06
  8. ↑ «رأي اللجنة المختارة المعنية بالمواد الآمنة عموماً (SCOGS): كبريتات الأمونيوم» . إدارة الغذاء والدواء الأمريكية . 16 أغسطس/آب 2011. مؤرشف من الأصل في 11 فبراير/شباط 2012. تم الاطلاع عليه في 2 مارس/آذار 2013 .
  9. ↑ "بانيرا بريد: قائمة الطعام والقيمة الغذائية: ملف المعلومات الغذائية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 19 أغسطس 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 مارس 2013 .
  10. ↑ "دليل مكونات منتجات مطاعم صب واي الرسمية في الولايات المتحدة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 مارس 2013 .
  11. ↑ سارة كلاين (14 مايو 2012). "المكونات الضارة في الأطعمة المصنعة" . هافينغتون بوست . مؤرشف من الأصل في 18 مايو 2012. تم الاطلاع عليه في 2 مارس 2013 .
  12. ↑ "ملخص سواغات اللقاح والوسط" (ملف PDF) . مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC). فبراير 2012. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 5 فبراير 2011. تم الاطلاع عليه في 2 مارس 2013 .
  13. ↑ جورج، سي دبليو؛ سوسوت، آر إيه (أبريل 1971). "تأثيرات فوسفات وكبريتات الأمونيوم على التحلل الحراري واحتراق السليلوز" . ورقة بحثية INT-90 . محطة التجارب الحرجية والمراعي بين الجبال: دائرة الغابات التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية. OL 16022833M . 
  14. ↑ "Mascagnite" . Mindat. مؤرشف من الأصل في 19 يناير 2013. تم الاسترجاع في 2 مارس 2013 .
  15. ↑ باور، الابن، ويليام (2002). "حمض الميثاكريليك ومشتقاته". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-في سي إتش. doi : 10.1002/14356007.a16_441 . ISBN 978-3-527-30673-2..
  16. ↑ أوكايا، ي.؛ ك. فيدام؛ ر. بيبينسكي (1958). "عدم تماثل الأطوار الفيروكهربائية لكبريتات الأمونيوم وفلوروبيريلات الأمونيوم" . أكتا كريستالوغرافيكا . 11 (4): 307. Bibcode : 1958AcCry..11..307O . doi : 10.1107/s0365110x58000803 . ISSN 0365-110X . 
  17. ↑ ليو كي-وي، تشين تيان-لانغ (2002). "دراسات حول التحلل الحراري لكبريتات الأمونيوم". البحوث والتطبيقات الكيميائية (باللغة الصينية). 14 (6). doi : 10.3969/j.issn.1004-1656.2002.06.038 .
  18. ↑ "من أين يأتي تلوث الهواء؟" . www.purakamasks.com . ١٥ فبراير ٢٠١٩. مؤرشف من الأصل في ٢٠ فبراير ٢٠١٩. تم الاطلاع عليه في ٢٠ فبراير ٢٠١٩ .
  19. ↑ سوزوكي، س.؛ ماكيتا، ي. (1978). "البنية البلورية لثنائي كبريتات هيدروجين ثلاثي الأمونيوم، (NH₄ ) ₃H ( SO₄ ) ₂ " . مجلة أكتا كريستالوغرافيكا، القسم ب: علم البلورات البنيوي وكيمياء البلورات . 34 (3): 732-735 . Bibcode : 1978AcCrB..34..732S . doi : 10.1107/S0567740878003969 .
  20. ↑ "باكستان: حظر الأسمدة "المضادة للإرهاب" يعيق المزارعين" . شبكة إيرين الإخبارية . شبكة إيرين للأخبار والتحليلات الإنسانية. 2010. مؤرشف من الأصل في 13 مايو 2013. تم الاطلاع عليه في 24 أبريل 2013 .

للمزيد من القراءة