Formule, propriétés et utilisations de l'ion ammonium (NH4 +)

Il Ion ammonium C'est un cation polyiatomique avec une charge positive dont la formule chimique est NH₄⁺. La molécule n'est pas plate, mais a la forme d'un tétraèdre. Les quatre atomes d'hydrogène forment les quatre coins.

L'azote de l'ammoniac a quelques électrons non partagés capables d'accepter un proton (base de Lewis) que l'ion ammonium est formé par la protonation de l'ammoniac selon la réaction: NH₃ + H⁺ → NH₄⁺

Figure 1: Structure d'ions ammonium.

Le nom de l'ammonium est également donné aux amines de remplacement ou aux cations d'ammonium substituées. Par exemple, le chlorure de méthymonium est un salin ionique ionique₃NH₄Cl où l'ion chlorure est lié à une méthylamine.

L'ion ammonium a des propriétés très similaires aux métaux alcalins les plus lourds et est souvent considéré comme un parent proche. L'ammonium devrait se comporter comme un métal à des pressions très élevées, comme dans des planètes à gaz géantes comme Uranus et Neptune.

L'ion ammonium joue un rôle important dans la synthèse des protéines dans le corps humain. En résumé, tous les êtres vivants ont besoin de protéines, qui sont formées par environ 20 acides aminés différents. Alors que les plantes et les micro-organismes peuvent synthétiser la plupart des acides aminés de l'azote dans l'atmosphère, les animaux ne peuvent pas.

Pour l'homme, certains acides aminés ne peuvent pas être synthétisés et doivent être consommés comme des acides aminés essentiels.

Cependant, d'autres acides aminés peuvent être synthétisés par des micro-organismes dans le tractus gastro-intestinal à l'aide d'ions Admoniaques. Ainsi, cette molécule est une figure clé du cycle d'azote et de la synthèse des protéines.

[TOC]

Propriétés

Solubilité et poids moléculaire

L'Ion ammonium a un poids moléculaire de 18 039 g / mol et une solubilité de 10,2 mg / ml d'eau (National Center for Biotechnology Information, 2017). Lors de la dissolution de l'ammoniac dans l'eau, l'ion d'ammonium est formé en fonction de la réaction:

NH₃ + H₂O → NH₄⁺ + Oh^-

Cela augmente la concentration d'hydroxyle au milieu en augmentant le pH de la solution (Royal Society of Chemistry, 2015).

Propriétés de l'acide de base

L'ion ammonium a un 9,25 PKB. Cela signifie que le pH supérieur à cette valeur aura un comportement acide et un pH plus faible aura un comportement de base.

Par exemple, en dissolvant l'ammoniac dans l'acide acétique (PKA = 4,76), la paire d'électrons sans azote prend un proton moyen en augmentant la concentration d'hydroxydes en fonction de l'équation:

NH₃ + Ch₃COOH ⇌ NH₄⁺ + Ch₃Roucouler^-

Cependant, en présence d'une base forte, comme l'hydroxyde de sodium (PKA = 14,93), l'ion ammonium donne un proton au milieu selon la réaction:

Peut vous servir: équilibre chimique: explication, facteurs, types, exemples

NH₄⁺ + Naoh ⇌ NH₃ + N / A⁺ + H₂SOIT

En conclusion, à un pH inférieur à 9,25, l'azote sera protoné, tandis que le pH supérieur à cette valeur ne sera pas protégé. Ceci est de la plus haute importance dans la compréhension des courbes de degré et la compréhension du comportement de substances telles que les acides aminés.

Sels d'ammonium

L'une des propriétés les plus caractéristiques de l'ammoniac est son pouvoir de combiner directement avec les acides pour former des sels en fonction de la réaction:

NH₃ + HX → NH₄X

Ainsi, avec l'acide chlorhydrique forment du chlorure d'ammonium (NH₄Cl); Avec de l'acide nitrique, du nitrate d'ammonium (NH₄NON₃), avec l'acide carbonique formera du carbonate amonique ((NH₄)₂CO₃) etc.

Il a été démontré que l'ammoniac parfaitement sec ne sera pas combiné avec de l'acide chlorhydrique parfaitement sec, étant l'humidité nécessaire pour provoquer une réaction (Vias Encyclopedia, 2004).

La plupart des sels d'ammonium simples sont très solubles dans l'eau. Une exception est l'hexacloroplatinate d'ammonium, dont la formation est utilisée comme test d'ammonium. Les sels de nitrate d'ammonium et en particulier le perchlorate sont très explosifs, dans ces cas, l'ammonium est l'agent réducteur.

Dans un processus inhabituel, les ions ammonium forment un amalgame. Ces espèces sont préparées par électrolyse d'une solution d'ammonium à l'aide d'une cathode mercure. Cet amalgame se décompose finalement en ammoniac et hydrogène librement libres (Johnston, 2014).

L'un des sels d'ammonium les plus courants est l'hydroxyde d'ammonium, qui est simplement l'ammoniac dissous dans l'eau. Ce composé est très courant et se trouve naturellement dans l'environnement (dans l'air, l'eau et le sol) et dans toutes les plantes et animaux, y compris les humains.

Applications

L'ammonium est une source importante d'azote pour de nombreuses espèces végétales, en particulier celles qui poussent dans les sols hypoxiques. Cependant, il est également toxique pour la plupart des espèces de cultures et s'applique rarement comme la seule source d'azote (base de données, Human Metabolome, 2017).

L'azote (N), lié aux protéines dans la biomasse morte, est consommé par les micro-organismes et transformé en ions ammonium (NH4 +) qui peuvent être directement absorbés par les racines des plantes (par exemple, le riz).

Les ions ammonium deviennent généralement des ions nitrite (NO2-) par les bactéries de nitrosomonas, suivis d'une deuxième conversion en nitrate (NO3-) par les bactéries nitrobacter.

Les trois plus grandes sources d'azote utilisées dans l'agriculture sont l'urée, l'ammonium et le nitrate. L'oxydation biologique de l'ammonium en nitrate est connue sous le nom de nitrification. Ce processus considère plusieurs étapes et est médié par des bactéries autotrophes, l'aérobic forcé.

Peut vous servir: potassium (k)

Dans les sols inondés, l'oxydation de NH4 + est limitée. L'urée est décomposée par l'enzyme d'Ureasa ou hydrolysée chimiquement en ammoniac et en CO2.

Dans le passage de passage, l'ammoniac est converti par des bactéries ammonificatrices dans l'ion ammonium (NH4 +). À l'étape suivante, l'ammonium est converti par des bactéries nitrifiantes dans le nitrate (nitrification).

Cette forme, azote très mobile, est la plus couramment absorbée par les racines des plantes, ainsi que par les micro-organismes du sol.

Pour fermer le cycle de l'azote, l'azote gazeux dans l'atmosphère devient de l'azote de la biomasse due aux bactéries rhizobium qui vivent dans les tissus racinaires des légumineuses (par exemple, la luzerne et les cyanobactéries et Lazotobacter (Sposito, 2011).

À travers les plantes aquatiques d'ammonium (NH4 +) peuvent absorber et incorporer l'azote dans les protéines, les acides aminés et autres molécules. Des concentrations élevées d'ammonium peuvent augmenter la croissance des algues et des plantes aquatiques.

L'hydroxyde d'ammonium et d'autres sels d'ammonium sont largement utilisés dans la transformation des aliments. La réglementation de la Food and Medicines Administration (FDA) affirme que l'hydroxyde d'ammonium est sûr ("généralement reconnu comme assurance" ou Gras) en tant qu'agent de levure, agent de contrôle du pH et agent de finition superficiel dans la nourriture.

La liste des aliments dans laquelle l'hydroxyde d'ammonium est utilisé comme additif alimentaire direct est vaste et comprend des produits au four, des fromages, des chocolats, d'autres produits de confiserie (par exemple des caramelos) et des pudines. L'hydroxyde d'ammonium est également utilisé comme agent antimicrobien dans les produits de viande.

L'ammoniac sous d'autres formes (par exemple, le sulfate d'ammonium, l'alginate d'ammonium) est utilisé dans les condiments, l'isolation des protéines de soja, les collations, les confitures et les gelées et les boissons non alcoolisées (Pnatassium Nitrate Association, 2016).

La mesure de l'ammonium est utilisée dans le test Rambo, particulièrement utile dans le diagnostic de la cause de l'acidose (ID de test: Rambo Ammonium, aléatoire, urine, S.F.). Le rein régule l'excrétion acide et l'acide de base systémique.

Changer la quantité d'ammonium dans l'urine est une manière importante pour que les reins accomplissent cette tâche. La mesure du niveau d'ammonium dans l'urine peut fournir la compréhension de la cause d'une altération de la base d'acide de base chez les patients.

Le niveau d'ammonium dans l'urine peut également fournir de nombreuses informations sur la production quotidienne d'acide chez un patient donné. Étant donné que la majeure partie de la charge acide d'un individu provient de protéines ingérées, la quantité d'ammonium dans l'urine est un bon indicateur de l'apport en protéines dans le régime alimentaire.

Peut vous servir: oxyde de soufre

Les mesures d'ammonium d'urine peuvent être particulièrement utiles pour le diagnostic et le traitement des patients atteints de calculs rénaux:

• Des niveaux élevés d'ammonium dans l'urine et un pH urinaire sous suggèrent des pertes gastro-intestinales. Ces patients sont à risque d'acide urique et de calculs d'oxalate de calcium.
• Un peu d'ammonium dans l'urine et un pH élevé d'urine suggère une acidose tubulaire rénale. Ces patients sont à risque de calculs de phosphate de calcium.
• Les patients atteints de calculs d'oxalate de calcium et de phosphate de calcium sont souvent traités avec du citrate pour augmenter le citrate d'urine (un inhibiteur naturel de l'oxalate de calcium et la croissance du cristal de phosphate de calcium).

Cependant, puisque le citrate est métabolisé au bicarbonate (une base), ce médicament peut également augmenter le pH de l'urine. Si le pH de l'urine est trop élevé avec un traitement au citrate, le risque de calcium phosphate pierres peut être impliqué involontairement.

La surveillance de l'urine d'ammonium est une forme de titre la dose de citrate et éviter ce problème. Une bonne dose de citrate initial est d'environ la moitié de l'excrétion de l'ammonium dans l'urine (en MEQ de chacun).

L'effet de cette dose sur les valeurs de l'ammonium, du citrate et du pH de l'urine peut être surveillé et ajuster la dose de citrate en fonction de la réponse. Une baisse de l'ammonium d'urine devrait indiquer si le citrate actuel est suffisant pour contrer partiellement (mais pas complètement) la charge acide quotidienne de ce patient donné.

Les références

1. Base de données, métabolome humain. (2017, 2 mars). Métabocard pour l'ammonium montrant. Récupéré de: HMDB.CA.
2. Johnston, F. J. (2014). Sel d'ammonium. AccessCence récupéré: AccessCence.com.
3. Centre national d'information sur la biotechnologie. (2017, 25 février). Base de données de composés PubChem; CID = 16741146. Récupéré de PubChem.
4. Association de nitrate de pnatassium. (2016). Nitrate (NO3-) contre ammonium (NH4 +). Récupéré de KNO3.org.
5. Société royale de chimie. (2015). Ion ammonium. Chemspider récupéré: Chemspider.com.
6. Sposito, G. (2011, 2 septembre). Sol. Récupéré de Britannica Encyclopedia: Britannica.com.
7. ID de test: Rambo Ammonium, aléatoire, urine. (S.F.). EncyclopédiamameDical Laboratorie.com.
8. Encyclopédie . (2004, 22 décembre). Sels d'ammonium. Récupéré des routes de l'Encyclopédie.org.