Amonio jonas yra teigiamą krūvj turinti Polyatomic katijonas, kurio cheminė formulė yra NH 4 + . Molekulė nėra plokščia, bet yra formos kaip tetraedras. Keturi vandenilio atomai sudaro keturis kampus.
Amoniako azotas turi porą neskaidytų elektronų, galinčių priimti protoną (Lewiso bazę), taigi amonio jonas susidaro protonuojant amoniaką pagal reakciją: NH 3 + H + → NH 4 +
1 paveikslas: Amonio jonų struktūra.
Pavadinimas amonis taip pat suteikiamas pakeistiems aminams arba pakeistiems amonio katijonams. Pavyzdžiui, metilamonio chloridas yra joninis druska, kurios formulė CH 3 NH 4 Cl, kur chloridas jonų yra pritvirtintas prie metilamino.
Amonio jonas turi savybes, labai panašias į sunkesnius šarminius metalus, ir dažnai laikomas artimu giminaičiu. Tikimasi, kad amonis elgsis kaip metalas esant labai aukštam slėgiui, pavyzdžiui, dujų milžiniškų planetų, tokių kaip Uranas ir Neptūnas, viduje.
Amonio jonas vaidina svarbų vaidmenį baltymų sintezėje žmogaus organizme. Trumpai tariant, visiems gyviems daiktams reikia baltymų, kuriuos sudaro maždaug 20 skirtingų amino rūgščių. Nors augalai ir mikroorganizmai gali sintetinti daugumą aminorūgščių iš atmosferoje esančio azoto, gyvūnai negali.
Žmonėms kai kurių aminorūgščių negalima sintetinti išvis ir jos turi būti vartojamos kaip nepakeičiamos aminorūgštys.
Tačiau kitas amino rūgštis mikroorganizmai virškinimo trakte gali susintetinti amoniako jonų pagalba. Taigi ši molekulė yra pagrindinė azoto ciklo ir baltymų sintezės figūra.
Savybės
Tirpumas ir molekulinė masė
Amonio jono molekulinė masė yra 18,039 g / mol, o tirpumas - 10,2 mg / ml vandens (Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras, 2017). Tirpstant vandenyje amoniaką, susidaro amonio jonas pagal reakciją:
NH 3 + H 2 O → NH 4 + + OH -
Tai padidina hidroksilo koncentraciją terpėje, padidinant tirpalo pH (Karališkoji chemijos draugija, 2015).
Rūgštinės bazės savybės
Amonio jono pKb yra 9,25. Tai reiškia, kad esant aukštesniam nei ši vertė pH jis elgsis rūgščiai, o esant žemesniam pH - pagrindiniam.
Pavyzdžiui, tirpinant amoniaką acto rūgštyje (pKa = 4,76), laisvoji azoto elektronų pora iš terpės paima protoną, padidindama hidroksido jonų koncentraciją pagal lygtį:
NH 3 + CH 3 COOH ⇌ NH 4 + + CH 3 COO -
Tačiau esant stipriai bazei, pavyzdžiui, natrio hidroksidui (pKa = 14,93), amonio jonas išskiria protoną į terpę pagal reakciją:
NH 4 + + NaOH ⇌ NH 3 + Na + + H 2 O
Apibendrinant galima pasakyti, kad esant mažesniam nei 9,25 pH, azotas bus protonuojamas, tuo tarpu, kai pH yra didesnis už šią vertę, jis bus prototonizuotas. Tai yra nepaprastai svarbu norint suprasti titravimo kreives ir suprasti medžiagų, tokių kaip amino rūgštys, elgseną.
Amonio druskos
Viena iš būdingiausių amoniako savybių yra jo galia tiesiogiai derintis su rūgštimis, kad susidarytų druskos, priklausomai nuo reakcijos:
NH 3 + HX → NH 4 X
Taigi su druskos rūgštimi jis sudaro amonio chloridą (NH 4 Cl); Su azoto rūgštimi, amonio nitratu (NH 4 NO 3 ), su angliarūgštimi jis sukurs amonio karbonatą ((NH 4 ) 2 CO 3 ) ir kt.
Įrodyta, kad visiškai sausas amoniakas nebus derinamas su tobulai sausa druskos rūgštimi, nes drėgmė yra būtina reakcijai sukelti (VIAS enciklopedija, 2004).
Dauguma paprastųjų amonio druskų labai gerai tirpsta vandenyje. Išimtis yra amonio heksachloroplatinatas, kurio susidarymas naudojamas kaip amonio bandymas. Amonio salietros ir ypač perchlorato druskos yra labai sprogios, tokiais atvejais reduktorius yra amonis.
Įprastu būdu amonio jonai sudaro amalgamą. Tokios rūšys yra paruošiamos elektrolizuojant amonio tirpalą, naudojant gyvsidabrio katodą. Ši amalgama galiausiai suskyla, kad išskiria amoniaką ir vandenilį (Johnston, 2014).
Viena iš labiausiai paplitusių amonio druskų yra amonio hidroksidas, kuris yra tiesiog vandenyje ištirpintas amoniakas. Šis junginys yra labai paplitęs ir natūraliai randamas aplinkoje (ore, vandenyje ir dirvožemyje) bei visuose augaluose ir gyvūnuose, įskaitant žmones.
Programos
Amonis yra svarbus azoto šaltinis daugeliui augalų rūšių, ypač toms, kurios auga hipoksiniame dirvožemyje. Tačiau jis taip pat toksiškas daugumai augalų rūšių ir retai naudojamas kaip vienintelis azoto šaltinis (duomenų bazė, Žmogaus Metabolomas, 2017).
Azotas (N), sujungtas su negyvosios biomasės baltymais, sunaudojamas mikroorganizmų ir paverčiamas amonio jonais (NH4 +), kuriuos tiesiogiai gali absorbuoti augalų šaknys (pvz., Ryžiai).
Nitrosomonos bakterijos paprastai amonio jonus paverčia nitritų jonais (NO2-), o po to antrą kartą virsta nitrobacter bakterijomis nitratais (NO3-).
Trys pagrindiniai azoto šaltiniai, naudojami žemės ūkyje, yra karbamidas, amonis ir nitratai. Biologinis amonio oksidacija į nitratą yra žinomas kaip nitrifikacija. Šis procesas apima kelis etapus ir jį tarpininkauja privalomos aerobinės, autotrofinės bakterijos.
Užlietose dirvose NH4 + oksidacija yra apribota. Karbamidas suskaidomas fermento ureazės būdu arba chemiškai hidrolizuojamas iki amoniako ir CO2.
Amonifikacijos etape amoniakas paverčiamas amoniato bakterijomis į amonio joną (NH4 +). Kitame etape amonį nitrifikuojančios bakterijos paverčia nitratu (nitrifikacija).
Ši labai judri azoto forma dažniausiai yra absorbuojama augalų šaknų, taip pat dirvožemyje esančių mikroorganizmų.
Norėdami uždaryti azoto ciklą, azoto dujos atmosferoje virsta šakniastiebių bakterijomis, kurios gyvena ankštinių augalų (pavyzdžiui, liucernos, žirnių ir pupelių) ir ankštinių augalų (pavyzdžiui, alksnio) šakniniuose audiniuose. ir melsvabakterių bei azotobakterių (Sposito, 2011).
Vandens augalai per amonį (NH4 +) gali absorbuoti ir įterpti azotą į baltymus, amino rūgštis ir kitas molekules. Didelė amoniako koncentracija gali padidinti dumblių ir vandens augalų augimą.
Amonio hidroksidas ir kitos amonio druskos yra plačiai naudojamos maisto perdirbimui. Maisto ir vaistų administracijos (FDA) nuostatose teigiama, kad amonio hidroksidas yra saugus („visuotinai pripažintas saugiu“ arba GRAS) kaip mielių agentas, pH reguliavimo priemonė ir apdailos medžiaga. paviršutiniškas maiste.
Maisto produktų, kuriuose amonio hidroksidas naudojamas kaip tiesioginis maisto priedas, sąrašas yra platus ir apima kepinius, sūrius, šokoladus, kitus konditerijos gaminius (pvz., Saldainius) ir pudingas. Amonio hidroksidas taip pat naudojamas kaip antimikrobinis agentas mėsos produktuose.
Kitų formų amoniakas (pvz., Amonio sulfatas, amonio alginatas) naudojamas pagarduose, sojos baltymų izoliatuose, užkandžiuose, uogienėse ir drebučiuose bei nealkoholiniuose gėrimuose (PNA kalio nitrato asociacija, 2016).
Amoniako matavimas yra naudojamas atliekant RAMBO testą, ypač naudingą diagnozuojant acidozės priežastį (bandymo ID: RAMBO amonio, atsitiktinis, šlapimas, SF). Inkstai reguliuoja rūgščių išsiskyrimą ir sisteminę rūgščių-šarmų pusiausvyrą.
Svarbus būdas inkstams yra pakeisti amoniako kiekį šlapime. Išmatavus amoniako kiekį šlapime, pacientams gali būti paaiškinta rūgščių ir šarmų pusiausvyros sutrikimo priežastis.
Amoniako lygis šlapime taip pat gali suteikti daug informacijos apie paros rūgšties gamybą konkrečiame paciente. Kadangi didžiąją dalį rūgšties žmogaus organizme gauna baltymai, amoniako kiekis šlapime yra geras baltymų suvartojimo maiste rodiklis.
Šlapimo amoniako matavimai gali būti ypač naudingi diagnozuojant ir gydant pacientus, sergančius inkstų akmenlige:
- Didelis amoniako kiekis šlapime ir žemas šlapimo pH rodo nuolatinį virškinimo trakto praradimą. Šiems pacientams kyla šlapimo rūgšties ir kalcio oksalato akmenų susidarymo rizika.
- Šiek tiek amoniako šlapime ir didelis šlapimo pH rodo inkstų kanalėlių acidozę. Šiems pacientams kyla kalcio fosfato akmenų susidarymo rizika.
- Pacientai, sergantys kalcio oksalatu ir kalcio fosfato akmenimis, dažnai gydomi citratu, kad padidėtų šlapimo citratas (natūralus kalcio oksalato ir kalcio fosfato kristalų augimo inhibitorius).
Kadangi citratas metabolizuojamas į bikarbonatą (bazę), šis vaistas taip pat gali padidinti šlapimo pH. Jei gydant citratu šlapimo pH yra per aukštas, kalcio fosfato akmenų susidarymo rizika gali būti netyčia padidėjusi.
Stebint amoniako kiekį šlapime yra vienas iš būdų titruoti citrato dozę ir išvengti šios problemos. Tinkama pradinė citrato dozė yra maždaug pusė amonio išsiskyrimo su šlapimu (kiekvieno mEq).
Galima stebėti šios dozės poveikį amonio, citrato ir pH dydžiui šlapime ir koreguoti citrato dozę atsižvelgiant į atsaką. Lašelis amoniako šlapime turėtų parodyti, ar pakanka esamo citrato, kad iš dalies (bet ne visiškai) kompensuotų to paciento paros rūgšties kiekį.
Nuorodos
- Duomenų bazė, Žmogaus duomenų bazė. (2017 m. Kovo 2 d.). Rodoma amonio metabolito kortelė. Atkurta iš: hmdb.ca.
- Johnstonas, FJ (2014). Amonio druska. Gauta iš „accessscience“: accessscience.com.
- Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2017 m., Vasario 25 d.). „PubChem“ junginių duomenų bazė; CID = 16741146. Gauta iš „PubChem“.
- PNA kalio nitrato asociacija. (2016). Nitratas (NO3-) palyginti su amoniu (NH4 +). Gauta iš kno3.org.
- Karališkoji chemijos draugija. (2015). Amonio jonas. Atkurta iš „chemspider“: chemspider.com.
- Sposito, G. (2011, rugsėjo 2). Dirvožemis. Atkurta iš enciklopedijos „britannica“: britannica.com.
- Testo ID: RAMBO amonio, atsitiktinis, šlapimas. (SF). Atkurta iš enciklopediamayomedicallaboratorie.com.
- VIAS enciklopedija. (2004 m. Gruodžio 22 d.). Amonio druskos. Atkurta iš enciklopedijos vias.org.