Ammoniumionen (NH4+) Formel, Eigenschaften und Verwendung

Er Ion Ammonium Es ist ein polyiatomisches Kation mit positiver Belastung, deren chemische Formel NH ist₄⁺. Das Molekül ist nicht flach, hat aber die Form eines Tetraeders. Die vier Wasserstoffatome bilden die vier Ecken.

Der Ammoniakstickstoff verfügt über einige nicht gemeinsame Elektronen, die ein Proton (Lewis -Base) akzeptieren können, dass das Ammoniumion durch die Protonierung des Ammoniaks gemäß der Reaktion gebildet wird: NH₃ + H⁺ → NH₄⁺

Abbildung 1: Ammoniumionenstruktur.

Ammoniumname wird auch Ersatzaminen oder substituierte Ammoniumkationen gegeben. Zum Beispiel ist Methymoniumchlorid ein ionisches Salzionen₃NH₄CL, bei dem Chloridion mit einem Methylamin verbunden ist.

Das Ammoniumion hat sehr ähnliche Eigenschaften wie die schwersten Alkalin -Metalle und wird häufig als naher Verwandter angesehen. Es wird erwartet.

Das Ammoniumion spielt eine wichtige Rolle bei der Proteinsynthese im menschlichen Körper. Zusammenfassend müssen alle Lebewesen Proteine ​​benötigen, die von etwa 20 verschiedenen Aminosäuren gebildet werden. Während Pflanzen und Mikroorganismen die meisten Aminosäuren aus Stickstoff in der Atmosphäre synthetisieren können, können Tiere nicht können.

Für den Menschen können einige Aminosäuren überhaupt nicht synthetisiert werden und müssen als essentielle Aminosäuren konsumiert werden.

Andere Aminosäuren können jedoch durch Mikroorganismen im Magen -Darm -Trakt mit Hilfe von Ermoniakionen synthetisiert werden. Somit ist dieses Molekül eine Schlüsselfigur im Stickstoffzyklus und im Proteinsynthese.

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Eigenschaften

Löslichkeit und Molekulargewicht

Das Ammoniumionen hat ein Molekulargewicht von 18.039 g/mol und eine Löslichkeit von 10,2 mg/ml Wasser (Nationales Zentrum für Biotechnologieinformationen, 2017). Beim Auflösen von Ammoniak in Wasser wird das Ammoniumion gemäß der Reaktion gebildet:

NH₃ + H₂O → NH₄⁺ + Oh^-

Dies erhöht die Hydroxylkonzentration in der Mitte, indem der pH -Wert der Lösung erhöht wird (Royal Society of Chemistry, 2015).

Basensäureeigenschaften

Das Ammoniumion hat eine 9,25 PKB. Dies bedeutet, dass der pH -Wert größer als dieser Wert saures Verhalten hat und ein geringer pH -Wert grundlegendes Verhalten hat.

Durch das Auflösen von Ammoniak in Essigsäure (PKA = 4,76) nimmt das stickstofffreie Elektronenpaar ein mittleres Proton durch, indem die Konzentration von Hydroxiden gemäß der Gleichung erhöht wird:

NH₃ + CH₃Cooh ⇌ nh₄⁺ + CH₃Gurren^-

In Gegenwart einer starken Basis wie Natriumhydroxid (PKA = 14,93) gibt das Ammoniumion das Medium gemäß der Reaktion ein Proton an:

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NH₄⁺ + Naoh ⇌ nh₃ + N / A⁺ + H₂ENTWEDER

Zusammenfassend wird bei pH weniger als 9,25 Stickstoff protoniert, während der pH -Wert größer als dieser Wert ist, wird ungeschützt sein. Dies ist von größter Bedeutung für das Verständnis von Gradkurven und das Verständnis des Verhaltens von Substanzen wie Aminosäuren.

Ammoniumsalze

Eine der charakteristischsten Eigenschaften von Ammoniak ist seine Kraft, sich direkt mit Säuren zu kombinieren, um nach der Reaktion Salze zu bilden:

NH₃ + HX → NH₄X

Somit bilden Sie bei Salzsäure -Form Ammoniumchlorid (NH₄Cl); Mit Salpetersäure, Ammoniumnitrat (NH₄NEIN₃) mit Kohlensäure bilden Amonic Carbonat ((NH₄)₂CO₃) usw.

Es wurde gezeigt, dass ein perfekt trockenes Ammoniak nicht mit perfekt trockener Salzsäure kombiniert wird, was die Feuchtigkeit ist, die erforderlich ist, um eine Reaktion zu verursachen (Vias Encyclopedia, 2004).

Die meisten einfachen Ammoniumsalze sind in Wasser sehr löslich. Eine Ausnahme ist Ammoniumhexacloroplatinat, dessen Bildung als Ammoniumtest verwendet wird. Die Ammoniumnitratsalze und insbesondere Perchlorat sind stark explosiv, in diesen Fällen ist das Ammonium das Reduktionsmittel.

In einem ungewöhnlichen Prozess bilden Ammoniumionen ein Amalgam. Solche Spezies werden durch Elektrolyse einer Ammoniumlösung unter Verwendung einer Quecksilberkathode hergestellt. Dieses Amalgam zersetzt sich schließlich auf frei freie Ammoniak und Wasserstoff (Johnston, 2014).

Eines der häufigsten Ammoniumsalze ist Ammoniumhydroxid, das einfach Ammoniak in Wasser gelöst ist. Diese Verbindung ist sehr häufig und befindet sich auf natürliche Weise in der Umwelt (in Luft, Wasser und Boden) und in allen Pflanzen und Tieren, einschließlich Menschen, einschließlich Menschen.

Anwendungen

Ammonium ist eine wichtige Stickstoffquelle für viele Pflanzenarten, insbesondere für solche, die in hypoxischen Böden wachsen. Für die meisten Erntearten ist es jedoch auch toxisch und gilt selten als die einzige Stickstoffquelle (Datenbank, Human Metabolom, 2017).

Stickstoff (N), der mit Proteinen in toter Biomasse verbunden ist, wird von Mikroorganismen verbraucht und in Ammoniumionen (NH4+) verwandelt, die direkt von Pflanzenwurzeln (z. B. Reis) aufgenommen werden können.

Ammoniumionen werden normalerweise von Nitrosomonas-Bakterien zu Nitritionen (NO2-), gefolgt von einer zweiten Umwandlung in Nitrat (NO3-) durch Nitrobacter-Bakterien.

Die drei größten Stickstoffquellen, die in der Landwirtschaft verwendet werden, sind Harnstoff, Ammonium und Nitrat. Biologische Ammoniumoxidation zum Nitrat ist als Nitrifikation bekannt. Dieser Prozess berücksichtigt mehrere Schritte und wird durch autotrophe Bakterien, erzwungene Aerobic, vermittelt.

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In überfluteten Böden ist die Oxidation von NH4+ eingeschränkt. Harnstoff wird durch das Hareasa -Enzym zersetzt oder chemisch auf Ammoniak und CO2 hydrolysiert.

Im vorübergehenden Durchgang wird Ammoniak durch Ammonifizierung von Bakterien im Ammoniumion (NH4+) umgewandelt. Im nächsten Schritt wird das Ammonium durch Nitrifizierbakterien in Nitrat (Nitrifikation) umgewandelt.

Diese Form, sehr mobiler Stickstoff, ist die am häufigsten von den Wurzeln der Pflanzen sowie von den Mikroorganismen im Boden absorbierten Wurzeln.

Um den Stickstoffzyklus zu schließen, wird gasöser Stickstoff in der Atmosphäre aufgrund von Rhizobium -Bakterien, die in den Wurzelgeweben von Hülsenfrüchten leben (z.

Durch Ammonium (NH4+) können Wasserpflanzen Stickstoff aufnehmen und in Proteine, Aminosäuren und andere Moleküle einbeziehen. Hohe Ammoniumkonzentrationen können das Wachstum von Algen und Wasserpflanzen erhöhen.

Ammoniumhydroxid und andere Ammoniumsalze werden in der Lebensmittelverarbeitung häufig verwendet. Die Vorschriften der Verabreichung von Lebensmitteln und Medikamenten (FDA) bestätigen, dass Ammoniumhydroxid sicher ist ("allgemein als Versicherung" oder Gras anerkannt).

Die Lebensmittelliste, in der Ammoniumhydroxid als direkter Lebensmittelzusatz verwendet wird, ist umfangreich und umfasst gebackene Produkte, Käse, Pralinen, andere Süßwarenprodukte (z. Ammoniumhydroxid wird auch als antimikrobielles Mittel in Fleischprodukten verwendet.

Ammoniak in anderen Formen (z. B. Ammoniumsulfat, Ammoniumalginat) wird in Gewürzen, Soja -Protein -Isolierung, Snacks, Staus und Gelees und nicht alkoholischen Getränken verwendet (Pnatium -Nitrat -Verein, 2016).

Ammoniummessung wird im Rambo -Test verwendet, insbesondere bei der Diagnose der Ursache der Azidose (Test ID: Rambo Ammonium, Zufall, Urin, s.F.). Die Niere reguliert die Säureausscheidung und die systemische Basensäure.

Das Ändern der Ammoniummenge im Urin ist eine wichtige Art und Weise, wie die Nieren diese Aufgabe erledigen. Die Messung des Ammoniumniveaus im Urin kann das Verständnis der Ursache für eine Veränderung der Basisäurebasis bei Patienten liefern.

Das Ammoniumniveau im Urin kann auch viele Informationen über die tägliche Säureproduktion bei einem bestimmten Patienten liefern. Da der größte Teil der Säurebelastung eines Individuums aus aufgenommenem Protein stammt, ist die Ammoniummenge im Urin ein guter Indikator für die Proteinaufnahme in der Ernährung.

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Urinammoniummessungen können besonders nützlich für die Diagnose und Behandlung von Patienten mit Nierensteinen sein:

• Hohe Ammoniumspiegel im Urin und ein pH -Wert im Urin deutet auf gastrointestinale Verluste hin. Diese Patienten sind einem Risiko für Harnsäure- und Calciumoxalatsteine ​​ausgesetzt.
• Ein wenig Ammonium im Urin und hoher pH -Wert des Urins deutet auf eine röhrenförmige Nierensäure auf. Diese Patienten sind einem Risiko für Kalziumphosphatberechnungen ausgesetzt.
• Patienten mit Calciumoxalatsteinen und Calciumphosphat werden häufig mit Citrat behandelt, um Urincitrat zu erhöhen (ein natürlicher Inhibitor des Calciumoxalats und das Wachstum des Calciumphosphatkristalls).

Da Citrat jedoch in Bicarbonat (einer Basis) metabolisiert wird, kann dieses Medikament auch den pH -Wert des Urins erhöhen. Wenn der pH -Wert der Urin bei der Citratbehandlung zu hoch ist, kann das Risiko von Calciumphosphatsteinen unfreiwillig beteiligt sein.

Die Überwachung des Ammoniumurins ist eine Form des Titels Die Dosis von Citrat und vermeiden dieses Problem. Eine gute Dosis anfänglicher Citrat ist ungefähr die Hälfte der Ausscheidung von Ammonium im Urin (in meq von jedem).

Die Wirkung dieser Dosis auf die Werte von Ammonium, Citrat und pH -Wert des Urins kann überwacht werden und die Citrat -Dosis anhand der Reaktion einstellen. Ein Abfall des Urinammoniums sollte angeben, ob das Strom -Citrat ausreicht, um der täglichen Säurebelastung dieses gegebenen Patienten teilweise entgegenzuwirken (aber nicht vollständig).

Verweise

1. Datenbank, menschliches Metabolom. (2017, 2. März). Metabokard für Ammonium zeigen. Abgerufen von: hmdb.AC.
2. Johnston, f. J. (2014). Ammoniumsalz. Zugriffskräfte wiederhergestellt: Accesscience.com.
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7. Test -ID: Rambo Ammonium, Zufall, Urin. (S.F.). Abgerufen von Encyclopediamamamamedical Laboratorie.com.
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