استات آمونیوم چیست؟

استات آمونیوم یک جامد کریستالی  سفيد رنگ با فرمول شیمیایی  CH3COONH4می‌باشد. از واکنش اسيد استیک با گاز آمونیاک، استات آمونیوم و آب تشکیل می‌شود و به عنوان نمک آمونیوم اسید استیک نيز شناخته می‌شود. در محیط زیست به عنوان محصول جانبی تجزیه مواد گیاهی و جانوری و همچنین در برخی از انواع فاضلاب وجود دارد.

استات آمونیوم از دو یون آمونیوم(+NH4) و استات (_CH3COO) تشکیل شده است كه این دو یون توسط پیوندهای یونی در کنار هم نگه داشته می‌شوند. آمونیاک در دمای اتاق يك گاز است كه شکلی هرمی دارد و یک جفت الکترون تنها روی اتم نیتروژن قرارگرفته است. از طرف دیگر، اسید استیک در دمای اتاق مایع بوده و داراي ساختاری مسطح با پیوند دوگانه بین یک کربن و یک اتم اکسیژن می‌باشد. هنگامی که این دو ترکیب واکنش می‌دهند، مولکول آمونیاک یک پروتون از مولکول اسید استیک مي‌گيرد و در نتیجه استات آمونیوم تشکیل می‌شود. کریستال‌هاي استات آمونيوم معمولاً به شکل دانه‌های کوچک هستند كه بویي شبيه سرکه و طعمی ترش شبیه اسید استیک دارند.

خواص فيزيكي 

استات آمونیوم دارای ساختار بلوری اورتورومبیك (orthorhombic) است، به این معنی که محورهای کریستالی آن بر یکدیگر عمود هستند. آنتالپی استاندارد تشکیل (ΔfH298)  مقدار 615-کیلوژول بر مول است که نشان می‌دهد برای تولید استات آمونیوم از عناصر تشکیل دهنده آن انرژی لازم است.

حلاليت:

استات آمونیوم بسیار محلول در آب است و حلالیت آن 148 گرم در 100 میلی لیتر در 20 درجه سانتی گراد است. همچنین در الکل‌ها مانند متانول و اتانول محلول است، اما در اکثر حلال‌های آلی نامحلول است.

نقطه ذوب و جوش:

نقطه ذوب استات آمونیوم 114 درجه سانتیگراد و نقطه جوش آن 149 درجه سانتیگراد است. این نقطه ذوب نسبتا پایین آن را برای استفاده در محلول مناسب می‌کند، زیرا می‌تواند به راحتی در آب در دمای اتاق حل شود. نقطه جوش پایین همچنین به این معنی است که می‌توان آن را به راحتی از یک محلول تبخیر کرد و آن را به یک معرف مفید در واکنش‌های شیمیایی تبدیل کرد.

چگالی و وزن مولکولی:

چگالی استات آمونیوم جامد 1. 17 گرم بر سانتی متر مکعب و وزن مولکولی آن 77. 08 گرم بر مول است. این چگالی نسبتا کم آن را به یک ترکیب سبک وزن تبدیل می‌کند و حمل و نقل آن را آسان می‌کند. وزن مولکولی آن نیز به حلالیت آن در آب و دیگر حلال‌های قطبی کمک می‌کند.

پایداری و تجزیه:

استات آمونیوم یک ترکیب پایدار در شرایط عادی است. با این حال، هنگامی که بالاتر از نقطه ذوب خود گرم می‌شود، تجزیه شده و گاز آمونیاک آزاد می‌شود و اسید استیک باقی می ماند. این واکنش تجزیه‌ايي برگشت پذیر است، به این معنی که وقتی دما کاهش می‌یابد، مي‌توان استات آمونیوم را دوباره تشكيل داد.

pH و ظرفیت بافر:

یکی از مهم‌ترین خواص فیزیکی استات آمونیوم pH آن است. این یک اسید ضعیف  است كه pKa آن 4. 75 است، به این معنی که در محلول‌های آبی، تا حدی به یون‌های آمونیوم و یون‌های استات تجزیه می‌شود. این باعث می‌شود که یک بافر موثر باشد، زیرا می‌تواند PH پایداری را در محلول‌ها حفظ کند. این ویژگی به ویژه در صنعت داروسازی مفید است، جایی که حفظ pH خاص در فرمولاسیون دارویی بسیار مهم می‌باشد.

هیگروسکوپی  Hygroscopicity:

استات آمونیوم تركيبي با تمايل به جذب رطوبت از محيط است، به این معنی که می‌تواند رطوبت هوا را جذب کند. این ویژگی آن را به عنوان یک خشک کننده مطرح می‌کند، زیرا می‌تواند آب را از محلول یا محیط حذف کند. علاوه بر این، می‌تواند به جلوگیری از تجمع مواد پودری کمک کند، كه اين ويژگي آنرا به یک افزودنی رایج در مخلوط‌های خشک تبدیل كرده است. استات آمونیوم به دلیل توانایی خنثی کردن بارهای منفی و خواص انحلال پذیری آن، نقش مهمی در روش‌های تحلیلی خاص ایفا می‌کند.

روش‌های تهیه استات آمونیوم:

1_ روش خنثی سازی:

روش خنثی سازی یکی از پرکاربردترین روش‌ها برای تهیه استات آمونیوم است. این روش شامل واکنش بین هیدروکسید آمونیوم و اسید استیک است. واکنش را می‌توان با معادله زیر نشان داد:

 NH3 + CH3COOH →  NH4CH3C

در این روش، اسید استیک به آرامی به محلول هیدروکسید آمونیوم اضافه می‌شود تا سطح pH مورد نظر به دست آید. سپس محلول را تبخير كرده تا کریستال‌هاي استات آمونيوم بدست‌ آيد سپس كريستال‌ها را با  آب سرد شسته تا استات آمونيوم خالص بدست آید.

2_ روش تجزیه دوگانه:

روش تجزیه مضاعف یکی دیگر از روش‌های رایج برای تهیه استات آمونیوم است. این روش شامل واکنش بین سولفات آمونیوم و استات سدیم است. واکنش را می‌توان با معادله زیر نشان داد:

(NH4)2SO4 + 2NaCH3COO → 2NH4CH3COO+ Na2SO4

در این روش سولفات آمونیوم و استات سدیم بطور جداگانه در آب حل می‌شوند و سپس محلول‌ها با هم مخلوط می‌شوند. سپس رسوب حاصل فیلتر شده و شسته می‌شود تا استات آمونیوم خالص به دست آید.

3_  روش اکسیداسیون متانول:

این روش شامل اکسیداسیون متانول برای به دست آوردن متیل استات است که سپس با هیدروکسید آمونیوم واکنش داده و استات آمونیوم را تشکیل می‌دهد. واکنش را می‌توان با معادله زیر نشان داد:

CH3OH + O2 → CH3COOHCH3COOH + NH4OH → NH4CH3COO + H2O

در این روش، متانول برای تولید اسید استیک ابتدا اکسید می‌شود. سپس اسید استیک حاصل با هیدروکسید آمونیوم واکنش داده و استات آمونیوم تولید می‌کند. این روش بیشتر در محیط‌های صنعتی استفاده می‌شود.

4_ روش تجزیه حرارتی:

روش تجزیه حرارتی روشی ساده و موثر برای تهیه استات آمونیوم است. در این روش استات آمونیوم را تا دمای 250-300 درجه سانتی گراد گرم می‌کنند که باعث تجزیه آن و در نتیجه تشکیل آمونیاک، دی اکسید کربن و آب می‌شود. معادله شیمیایی این واکنش به شرح زیر است:

NH4CH3COO → NH3 + CO2 + H2O

سپس گاز آمونیاک حاصل از محلول اسید استیک عبور داده می‌شود و استات آمونیوم تشکیل شده فیلتر شده و خشک می‌شود تا کریستال‌های خالص به دست آید.

5_ اشباع اسید استیک گلاسیال با آمونیاک:

روش دیگر برای تهیه استات آمونیوم، اشباع کردن اسید استیک یخچالی با آمونیاک است. این فرآیند در دمای اتاق نیز انجام می‌شود.

CH3COOH + 3NH3 -> CH3COONH4 + 3H2O

هر کدام از روش‌هاي بالا مزایا و معایب خاص خود را دارند. انتخاب روش  مناسب، به در دسترس بودن معرف، هزینه و خلوص مطلوب محصول بستگی دارد. توجه به این نکته ضروری است که تهیه استات آمونیوم باید در مکانی با تهویه مناسب انجام شود، زیرا استات آمونیوم می‌تواند در هنگام گرم شدن بخارات سمی آزاد کند.

کاربردهای علمی و آزمایشگاهی

استات آمونیوم به دلیل توانایی آن در خنثی کردن اسیدها و بازها در محدوده خاصی از pH، عمدتاً به عنوان بافر در کاربردهای علمی مختلف استفاده می‌شود.

شیمی تجزیه:

استات آمونیوم به ویژه در کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) و طیف سنجی جرمی مفید است. در HPLC از استات آمونیوم برای ایجاد محلول بافر با اسید استیک استفاده می‌شود. این به حفظ pH فاز متحرک در طول فرآیند جداسازی کمک می‌کند، بنابراین از هرگونه از دست دادن گونه‌های یونی که ممکن است به دلیل واکنش‌های اسید-باز رخ دهد، جلوگیری می‌کند. این امر جداسازی و شناسایی اجزای نمونه را آسان‌تر می‌کند. در طیف سنجی جرمی از استات آمونیوم به عنوان بافر نمک فرار استفاده می‌شود. در هنگام آماده سازی نمونه‌ها برای تجزیه و تحلیل، جایگزین نمک‌های غیر فرار در بافرهای سلولی می‌شود. این مفید است زیرا نمک‌های فرار مانند استات آمونیوم را می‌توان به راحتی پس از تجزیه و تحلیل از سیستم حذف کرد و تداخل احتمالی با آزمایش‌های بعدی را کاهش داد.

سنتز آلی:

استات آمونیوم  به عنوان یک کاتالیزور در تراکم Knoevenagel و به عنوان منبع آمونیاک در واکنش Borch استفاده می‌شود.

علاوه بر این، به عنوان یک معرف رسوب دهنده پروتئین در دیالیز برای حذف آلاینده‌ها از طریق انتشار عمل می‌کند. 

کاربردهای صنعتی:

 کشاورزی

بهبود خاک:

استات آمونیوم در شیمی کشاورزی برای تعیین ظرفیت تبادل کاتیونی خاک (CEC) و در دسترس بودن پتاسیم در خاک استفاده می‌شود.  یون آمونیوم موجود در استات آمونیوم به عنوان یک کاتیون جایگزین برای پتاسیم عمل می‌کند و امکان اندازه‌گیری دقیق تر سطح پتاسیم در خاک را فراهم می‌کند.

منبع نیتروژن:

استات آمونیوم همچنین در فعالیت‌های کشاورزی به عنوان منبع نیتروژن برای گیاهان استفاده می‌شود.  این به ویژه در شرایطی که منابع طبیعی نیتروژن کمیاب یا ناکافی است مفید است.

صنایع غذایی

نگهدارنده:

استات آمونیوم یک نگهدارنده طبیعی است که به افزایش ماندگاری محصولات غذایی مختلف کمک می‌کند. دارای خواص ضد میکروبی است که از رشد باکتری‌ها و قارچ‌هایی که می‌توانند باعث فساد مواد غذایی شوند جلوگیری می‌کند که این ویژگی آن را به یک انتخاب محبوب برای نگهداری گوشت‌های فرآوری شده، پنیر و نان تبدیل می‌کند.

عامل بافر:

در تولید غذا و نوشیدنی، استات آمونیوم بعنوان بافر برای کنترل سطح pH استفاده می‌شود.  این ویژگی به حفظ یک محیط پایدار برای آنزیم‌ها و سایر مواد در فرآیند تولید کمک کرده و باعث کیفیت وقوام  بهتر محصول نهایی خواهد شد.  

عامل تخمیر:

از استات آمونیوم  بعنوان عامل تخمیر کننده در پخت استفاده می‌شود. هنگام گرم شدن، گاز آمونیاک آزاد می‌کند که به بهبود بافت خمیر ودر نتیجه کیفیت بهتر  نان و کیک  کمک می‌کند.

طعم دهنده:

استات آمونیوم طعم کمی شور و تند دارد که آن را به یک طعم دهنده عالی در برخی از محصولات غذایی تبدیل کرده است که به محصولاتی مانند گوشت‌های فرآوری شده اصافه می‌شود. استات آمونیوم به عنوان یک افزودنی غذایی توسط سازمان غذا و دارو (FDA) تایید شده است.

داروسازی

استات آمونیوم به طور گسترده‌ای به عنوان بافر در صنعت داروسازی استفاده می‌شود. بافرها در حفظ سطح pH محلول‌ها برای اطمینان از پایداری و اثربخشی داروها ضروری هستند. همچنین توانایی آن در مقاومت در برابر تغییرات pH، آن را برای استفاده در محصولات تزریقی و کیت‌های تشخیص آزمایشگاهی مناسب می‌کند.

معرف رسوب دهنده پروتئین: به عنوان یک معرف رسوب دهنده پروتئین در دیالیز برای حذف آلاینده‌ها از طریق انتشار کاربرد دارد.

ساخت انسولین و پنی سیلین: استات آمونیوم در ساخت انسولین و پنی سیلین  استفاده می‌شود.

تمیز کردن و آبکاری فلزات

در این صنعت، استات آمونیوم به عنوان یک عامل بافر و تنظیم کننده pH استفاده می‌شود و به حذف ناخالصی‌ها از سطح فلزات کمک می‌کند و فرآیند آبکاری کارآمدتر و یکنواخت‌تر را امکان‌پذیر می‌کند.

صنعت نساجی

استات آمونیوم در فرآیند رنگرزی استفاده می‌شود تا به تثبیت رنگ روی پارچه کمک کرده تا  در نتیجه رنگ‌های زنده و ماندگارتری تولید شود. همچنین به عنوان تنظیم کننده pH در تولید الیاف مصنوعی مانند نایلون و ابریشم مصنوعی استفاده می‌شود. استات آمونیوم یک ضد شعله کارآمد است که این ویژگی آنرا به یک ترکیب مهم در تولید پارچه‌های مقاوم در برابر آتش تبدیل می‌کند.

در دسترس بودن  و هزینه نسبتاً پایین  این ترکیب آن را به انتخابی ارجح  نسبت به ترکیبات مشابه در بسیاری از صنایع تبدیل کرده است.

نکات ایمنی

توجه به این نکته مهم است که استات آمونیوم در صورت عدم استفاده صحیح می‌تواند مضر باشد. این ماده به عنوان یک محرک طبقه‌بندی می‌شود و در صورت تماس می‌تواند باعث تحریک پوست، چشم و دستگاه تنفس شود.

علاوه بر این، استات آمونیوم به راحتی رطوبت هوا را جذب می‌کند و در شرایط عادی آمونیاک آزاد می‌کند. بنابراین، گرچه استات آمونیوم به طور کلی برای استفاده در شرايط کنترل شده ایمن در نظر گرفته می‌شود، اما به دلیل خطرات احتمالی آن همیشه هنگام استفاده از آمونیوم استات، دستورالعمل‌های ایمنی و اقدامات احتیاطی را دنبال کنید تا از هر گونه اثرات مضر جلوگیری کنید.

قیمت و خرید استات آمونیوم

برای سفارش استات آمونیوم با مناسب‌ترین قیمت، با شماره‌های زیر تماس بگیرید: