Estrutura de fosfato de amônio, propriedades, obtenção, usos

Ele Fosfato de amônio É uma família de compostos salinos que derivam da reação entre ácido fosfórico e amônia. De acordo com a nomenclatura inorgânica, esse nome corresponderia ao sal cuja fórmula química é (NH₄)₃Po₄, Composto por cátions de amônio, NH₄⁺, e ânions de fosfato, PO₄^3-.

Na imagem inferior, uma representação desses íons é mostrada. O (NH₄)₃Po₄ Também é conhecido como fosfato tribásico de amônio ou fosfato triamônico. Esses nomes são devidos ao fato de que, como observado, o PO₄^3- Tem disponível três oxigênio negativo capaz de aceitar prótons, h⁺, de um ácido circundante.

Íons fosfato de amônio. Fonte: Gabriel Bolívar via Molview.

E precisamente é isso que acontece com o NH₄⁺ de sua própria estrutura. Portanto, o fosfato de amônio é instável, decompondo no NH₄H₂Po₄ e NH₃. É por isso que esse sal descarta um forte cheiro de amônia.

Os outros sais de fosfatos de amônio são mais estáveis ​​e úteis. Por exemplo, eles são usados ​​na agricultura como materiais de fertilizantes, e os cristais de alguns deles até têm aplicações ópticas e físicas.

Esta família de sais é simples, mas diversa quando a acidez do meio é alterada onde está localizado.

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Estrutura

O fosfato de amônio é composto de íons NH₄⁺ e Po₄^3-, ambas das geometrias tetraédricas. Os elétrons do PO₄^3- Eles são distribuídos entre os três átomos de oxigênio das ligações P-O^-, cuja carga negativa atrai fortemente NH₄⁺. Portanto, pode -se pensar que a estrutura cristalina de (NH₄)₃Po₄ é forte.

Nele, ns íons₄⁺ e Po₄^3- Eles são encontrados em uma proporção de 3: 1, o que significa que em seus cristais há íons NH triplos₄⁺ Que dos íons PO₄^3-. Assim, suas interações eletrostáticas acabam definindo um cristal tetragonal.

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O mesmo acontece em parte com os outros sais deste fosfato: (NH₄)₂HPO₄ e NH₄H₂Po₄, em que o PO₄^3- ganhou um ou dois h⁺, respectivamente. Em seus cristais principalmente tetragonais, as interações eletrostáticas são mais fracas por causa de suas cargas iônicas menores.

No entanto, eles são energeticamente mais estáveis, especialmente NH₄H₂Po₄, Bem, ele apresenta o maior ponto de fusão.

Por outro lado, os sais de fosfato de amônio também podem formar hidratos, incorporando moléculas de água em suas estruturas cristalinas.

Propriedades de fosfato de aminônio

Nomes

(NH₄)₃Po₄

Esta fórmula, seguindo estritamente a nomenclatura inorgânica, corresponde ao sal fosfato de sal. Outros nomes aceitos são:

-Fosfato de amônio tribásico

-Fosfato de triammônio ou triamônico

(NH₄)₂HPO₄

Este sal apresenta vários nomes de acordo com a nomenclatura de preferência. Os mais comuns, além do fosfato diamônico, são:

-Fosfato de ácido de amônio

-Fosfato de amônio dibásico

Ao contrário (NH₄)₃Po₄, Consiste em íons NH₄⁺ e HPO₄^2- Em uma proporção 2: 1.

NH₄H₂Po₄

Este sal corresponde à "versão mais ácida" do fosfato de amônio. Nele, o PO₄^3- ganhou dois h⁺, reduzindo assim sua carga de íons para H₂Po₄^-. Portanto, seus nomes mais comuns são:

-Fosfato de amônio monobásico (porque mal tem um oxigênio capaz de aceitar prótons)

-Fosfato de amônio diácido

Alguns dos nomes anteriores também podem ser alterados por:

-Fosfato de amônio di -hidrogênio

-Fosfato de monoamônio

Como pode ser visto, existem muitos nomes possíveis. O importante é saber como relacioná -los diretamente com as fórmulas de qualquer um dos três sais correspondentes à família de fosfatos de amônio.

Massas molares

(NH₄)₃Po₄: 149.09 g/mol

(NH₄)₂HPO₄: 132.06 g/mol

NH₄H₂Po₄: 115.025 g/mol

Aparência física

Os sais de fosfato de amônio compartilham em comum que são todos brancos. Com exceção do fosfato triamônico ou tribásico de amônio, os outros sais não descartam um cheiro de amônia em condições normais.

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Pontos de fusão

O (NH₄)₃Po₄ Ele quebra antes que possa derreter. Enquanto isso, o (NH₄)₂HPO₄ derrete a 155 ºC e o NH₄H₂Po₄ A 190 ºC. O maior ponto de fusão do NH₄H₂Po₄ indica maior estabilidade e um vínculo iônico mais forte.

Pontos de ebulição

Arquivo, quando eles quebram ao derreter.

Solubilidade

Os sais de fosfato de amônio são muito solúveis em água, sendo (NH₄)₃Po₄ Um sólido higroscópico. No entanto, eles são insolúveis em etanol, acetona e amônia líquida.

Decomposição

Todos os sais de fosfato de amônio têm o potencial de liberar amônia ao decompor. Além disso, dependendo da intensidade do calor, eles são divididos em ácido fosfórico para finalmente liberar gases nocivos do nitrogênio e óxidos de fósforo.

Obtenção

Os sais de fosfato de amônio são obtidos pela reação de neutralização que ocorreu entre ácido fosfórico e amônia:

H₃Po₄ + 3 NH₃ → (NH₄)₃Po₄

Como pode ser visto, se desejar. Geralmente, é usado óxido fosfórico, p₂QUALQUER₅, como uma fonte de fósforo para seu respectivo ácido.

Quanto mais h₃Po₄ Esteja lá, a maior será a produção de NH₄H₂Po₄ ou (NH₄)₂HPO₄ (mais ácidos) do que (NH₄)₃Po₄ (mais básico).

Na verdade, eles são o NH₄H₂Po₄ (Mapa, para sua sigla em inglês: Fosfato de monoamônio) e (NH₄)₂HPO₄ (DAP) sais de fosfato de amônio que têm maior valor comercial. Enquanto isso, o (NH₄)₃Po₄ É o que é menos vendido, precisamente porque é o mais instável e, possivelmente, o mais caro para se preparar.

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Formulários

Uma das conseqüências imediatas do parágrafo anterior é que a maioria dos usos dos sais de fosfato de amônio são devidos ao NH₄H₂Po₄ e (NH₄)₂HPO₄. O (NH₄)₃Po₄, Por outro lado, quase não tem utilidade, porque se decompõe rapidamente.

Fertilizantes

O fosfato de amônio é usado como fertilizante. Fonte: pxhere.

Os sais de fosfato de amônio são bons fertilizantes, pois fornecem dois nutrientes essenciais para o desenvolvimento de plantas: nitrogênio e fósforo. Além disso, eles são solúveis em água, então rapidamente ficam disponíveis no chão para a devida absorção através das raízes.

Eles são armazenados sem nenhum problema e, a menos que haja um incêndio, eles não separam a amônia, o gás que pode danificar os tecidos vegetais.

Retardadores de chamas

O fosfato de amônio faz parte de alguns retardadores de chama. Fonte: Coconino National Forest/CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/2.0)

Os sais de fosfato de amônio ao decompor liberam vários gases que, embora sejam prejudiciais, deslocam o oxigênio do ar em incêndios completos. É por isso que eles são usados ​​como retardadores de incêndio. Dessa forma, o progresso das chamas é desacelerado ou atrasado.

Óptica e física

O NH₄H₂Po₄ É usado em aplicações ópticas porque seus cristais mostram birrefrigância, ou seja, eles têm uma refração dupla. Eles também têm propriedades piezoelétricas, e é por isso que são usadas em transdutores.

Referências

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