Fórmula de amônio (NH4+), propriedades e usos

Ele Ion amônio É um cátion poliiatômico com carga positiva cuja fórmula química é NH₄⁺. A molécula não é plana, mas tem a forma de um tetraedro. Os quatro átomos de hidrogênio formam os quatro cantos.

O nitrogênio de amônia tem alguns elétrons não compartilhados capazes de aceitar um próton (base de Lewis) que o íon amônio é formado pela protonação da amônia de acordo com a reação: NH₃ + H⁺ → NH₄⁺

Figura 1: Estrutura de íons de amônio.

O nome de amônio também é dado a aminas de reposição ou cátions de amônio substituído. Por exemplo, o cloreto de metimônio é um sal iônico iônico₃NH₄CL onde o íon cloreto está ligado a uma metilamina.

O íon amônio tem propriedades muito semelhantes aos metais alcalinos mais pesados ​​e é frequentemente considerado um parente próximo. Espera -se que o amônio se comporte como um metal com pressões muito altas, como em planetas a gás gigantes, como Urano e Netuno.

O íon de amônio desempenha um papel importante na síntese de proteínas no corpo humano. Em resumo, todos os seres vivos precisam de proteínas, que são formadas por cerca de 20 aminoácidos diferentes. Enquanto plantas e microorganismos podem sintetizar a maioria dos aminoácidos do nitrogênio na atmosfera, os animais não podem.

Para os seres humanos, alguns aminoácidos não podem ser sintetizados e devem ser consumidos como aminoácidos essenciais.

Outros aminoácidos, no entanto, podem ser sintetizados por microorganismos no trato gastrointestinal com a ajuda de íons advertentes. Assim, esta molécula é uma figura -chave no ciclo de nitrogênio e síntese de proteínas.

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Propriedades

Solubilidade e peso molecular

O íon amônio tem um peso molecular de 18.039 g/mol e uma solubilidade de 10,2 mg/ml de água (Centro Nacional de Informações de Biotecnologia, 2017). Ao dissolver a amônia na água, o íon de amônio é formado de acordo com a reação:

NH₃ + H₂O → NH₄⁺ + Oh^-

Isso aumenta a concentração hidroxil no meio, aumentando o pH da solução (Royal Society of Chemistry, 2015).

Propriedades do ácido base

O íon de amônio tem 9,25 PKB. Isso significa que o pH maior que esse valor terá comportamento ácido e o pH mais baixo terá comportamento básico.

Por exemplo, dissolvendo a amônia em ácido acético (PKA = 4,76), o par de elétrons sem nitrogênio leva um próton médio, aumentando a concentração de hidróxidos de acordo com a equação:

NH₃ + CH₃COOH ⇌ NH₄⁺ + CH₃COO^-

No entanto, na presença de uma base forte, como o hidróxido de sódio (PKA = 14,93), o íon de amônio fornece um próton ao meio de acordo com a reação:

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NH₄⁺ + Naoh ⇌ NH₃ + N / D⁺ + H₂QUALQUER

Em conclusão, a pH menor que 9,25, o nitrogênio será protonado, enquanto o pH maior que esse valor será desprotegido. Isso é da maior importância na compreensão das curvas de grau e na compreensão do comportamento de substâncias como aminoácidos.

Sais de amônio

Uma das propriedades mais características da amônia é o seu poder de combinar diretamente com os ácidos para formar sais de acordo com a reação:

NH₃ + HX → NH₄X

Assim, com o ácido clorídrico forma cloreto de amônio (NH₄Cl); Com ácido nítrico, nitrato de amônio (NH₄NÃO₃), com ácido carbônico, formará carbonato amônico ((NH₄)₂Co₃) etc.

Foi demonstrado que a amônia perfeitamente seca não será combinada com ácido clorídrico perfeitamente seco, sendo a umidade necessária para causar reação (Vias Encyclopedia, 2004).

A maioria dos sais simples de amônio são muito solúveis em água. Uma exceção é o hexacloroplatinado de amônio, cuja formação é usada como um teste de amônio. Os sais de nitrato de amônio e especialmente o perclorato são altamente explosivos, nesses casos o amônio é o agente redutor.

Em um processo incomum, os íons de amônio formam uma amálgama. Tais espécies são preparadas por eletrólise de uma solução de amônio usando um cátodo de mercúrio. Este amálgama finalmente se decompõe para liberar amônia e hidrogênio livremente (Johnston, 2014).

Um dos sais de amônio mais comuns é o hidróxido de amônio, que é simplesmente a amônia dissolvida na água. Este composto é muito comum e é encontrado naturalmente no ambiente (no ar, na água e no solo) e em todas as plantas e animais, incluindo humanos.

Formulários

O amônio é uma fonte importante de nitrogênio para muitas espécies de plantas, especialmente aquelas que crescem em solos hipóxicos. No entanto, também é tóxico para a maioria das espécies de culturas e raramente se aplica como a única fonte de nitrogênio (banco de dados, metabolome humano, 2017).

O nitrogênio (N), ligado a proteínas na biomassa morto, é consumido por microorganismos e transformado em íons de amônio (NH4+) que podem ser diretamente absorvidos pelas raízes das plantas (por exemplo, arroz).

Os íons de amônio geralmente se tornam íons nitritos (NO2-) por bactérias nitrosomonas, seguidas de uma segunda conversão em nitrato (NO3-) por bactérias Nitrobacter.

As três maiores fontes de nitrogênio usadas na agricultura são uréia, amônio e nitrato. A oxidação biológica de amônio ao nitrato é conhecida como nitrificação. Este processo considera várias etapas e é mediado por bactérias autotróficas, aeróbica forçada.

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Em solos inundados, a oxidação de NH4+ é restrita. A uréia é decomposta pela enzima UreASA ou quimicamente hidrolisada com amônia e CO2.

Na passagem passageira, a amônia é convertida pela amonificação de bactérias no íon amônio (NH4+). Na próxima etapa, o amônio é convertido por bactérias nitrificantes em nitrato (nitrificação).

Esta forma, nitrogênio muito móvel, é a mais comumente absorvida pelas raízes das plantas, bem como pelos microorganismos no solo.

Para fechar o ciclo de nitrogênio, o nitrogênio gasoso na atmosfera se torna nitrogênio de biomassa devido às bactérias Rhizobium que vivem nos tecidos das raízes de leguminosas (por exemplo, alfalf e para cianobactérias e lazotobacter (SPOSITO, 2011).

Através de plantas aquáticas de amônio (NH4+) podem absorver e incorporar nitrogênio em proteínas, aminoácidos e outras moléculas. Altas concentrações de amônio podem aumentar o crescimento de algas e plantas aquáticas.

O hidróxido de amônio e outros sais de amônio são amplamente utilizados no processamento de alimentos. Os regulamentos da Administração de Alimentos e Medicamentos (FDA) afirmam que o hidróxido de amônio é seguro ("geralmente reconhecido como seguro" ou gras) como agente de levedura, agente de controle de pH e agente de acabamento superficial em alimentos.

A lista de alimentos na qual o hidróxido de amônio é usado como um aditivo de alimentos diretos é extenso e inclui produtos assados, queijos, chocolates, outros produtos de confeitaria (por exemplo, caramelos) e pudins. O hidróxido de amônio também é usado como agente antimicrobiano em produtos à carne.

A amônia em outras formas (por exemplo, sulfato de amônio, alginato de amônio) é usada em condimentos, isolamento de proteínas de soja, lanches, geléias e geleias e bebidas não alcoólicas (Associação de Nitrato de Pnatassium, 2016).

A medição de amônio é usada no teste de Rambo, particularmente útil no diagnóstico da causa da acidose (ID do teste: rambo amônio, aleatório, urina, s.F.). O rim regula a excreção ácida e o ácido base sistêmico.

Mudar a quantidade de amônio na urina é uma maneira importante de os rins executar esta tarefa. Medir o nível de amônio na urina pode fornecer a compreensão da causa de uma alteração da base do ácido base nos pacientes.

O nível de amônio na urina também pode fornecer muitas informações sobre a produção diária de ácido em um determinado paciente. Como a maior parte da carga ácida de um indivíduo vem da proteína ingerida, a quantidade de amônio na urina é um bom indicador de ingestão de proteínas na dieta.

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As medições de amônio de urina podem ser particularmente úteis para o diagnóstico e tratamento de pacientes com pedras nos rins:

• Altos níveis de amônio na urina e um pH urinário sugere perdas gastrointestinais. Esses pacientes estão em risco de ácido úrico e pedras de oxalato de cálcio.
• Um pouco de amônio na urina e alto pH da urina sugere acidose tubular renal. Esses pacientes correm risco de cálculos de fosfato de cálcio.
• Pacientes com pedras de oxalato de cálcio e fosfato de cálcio são frequentemente tratados com citrato para aumentar o citrato da urina (um inibidor natural do oxalato de cálcio e o crescimento do cristal de fosfato de cálcio).

No entanto, como o citrato é metabolizado em bicarbonato (uma base), este medicamento também pode aumentar o pH da urina. Se o pH da urina estiver muito alto com o tratamento com citrato, o risco de cálculos de fosfato de cálcio pode ser envolvido involuntariamente.

O monitoramento da urina de amônio é uma forma de título a dose de citrato e evite esse problema. Uma boa dose de citrato inicial é aproximadamente metade da excreção de amônio na urina (no mique de cada um).

O efeito dessa dose nos valores de amônio, citrato e pH da urina pode ser monitorado e ajustar a dose de citrato com base na resposta. Uma queda na urina amônio deve indicar se o citrato atual é suficiente para neutralizar parcialmente (mas não completamente) a carga ácida diária daquele paciente dado.

Referências

1. Banco de dados, metabolome humano. (2017, 2 de março). Metabocard para amônio mostrando. Recuperado de: HMDB.AC.
2. Johnston, f. J. (2014). Sal de amônio. AccessCience recuperado: AccessCience.com.
3. Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (2017, 25 de fevereiro). Banco de dados compostos PubChem; CID = 16741146. Recuperado do PubChem.
4. Associação de nitrato de Pnatassium. (2016). Nitrato (NO3-) versus amônio (NH4+). Recuperado de Kno3.org.
5. Sociedade Real de Química. (2015). Íon de amônio. Chemspider recuperado: Chemspider.com.
6. SPOSITO, g. (2011, 2 de setembro). Solo. Recuperado da Enciclopédia Britannica: Britannica.com.
7. ID do teste: rambo amônio, aleatório, urina. (S.F.). Recuperado da Encyclopediamamamamedical Laboratorie.com.
8. Maneiras de enciclopédia . (2004, 22 de dezembro). Sais de amônio. Recuperado de estradas de enciclopédia.org.