Сульфат амонію

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Сульфат амонію
Ammonium sulfate.png
Ідентифікатори
Номер CAS 7783-20-2
Властивості
Молекулярна формула (NH4)2SO4
Молярна маса 132,141 г/моль
Зовнішній вигляд білі кристали
Густина 1,77 г/см³[1]
Тпл 280 °C (розкл.)[1]
513±2 °C (у вакуумі)
Розчинність (вода) 76,4 г/100 г H2O[1]
Термохімія
Теплоємність, cop 1423 Дж/(г·K)
Якщо не зазначено інше, дані приведені для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Амо́ній сульфа́т, сульфат амонію — амонієва сіль сульфатної кислоти складу (NH4)2SO4. За звичайних умов є білими, гігроскопічними кристалами.

Основною сферою застосування сульфату амонію є сільське господарство — як нітроген- та сульфурвмісне добриво. Також використовується у виробництві персульфатів та антипіренів.

Поширення у природі[ред.ред. код]

Масканьїт

У природі сульфат амонію може знаходитися у вигляді мінералу масканьїту. Він кристалізується на вулканічних фумаролах та на джерелах термальних вод.[2]

Фізичні властивості[ред.ред. код]

Сульфат амонію є білими, ортогональними кристалами. Добре розчиняється у воді, не утворюючи гідратів. При 0 °C його розчинність складає 70,6 г на 100 г води та 103,8 г при 100 °C. Не розчиняється в етанолі та ацетоні.

Температура Кюрі 224 °C

Отримання[ред.ред. код]

Сульфат амонію зазвичай синтезується кількома шляхами:

З аміаку та сульфатної кислоти[ред.ред. код]

Цех виробництва сульфату амонію на заводі «Leunawerke» німецького міста Лойна (1963)

Даний метод нині є промисловим способом отримання сульфату амонію.

Газуватий аміак впорскується до концентрованої (понад 70%) сульфатної кислоти і в результаті утворюються кристали солі розміром 0,5—3 мм:

Взаємодія аміаку і кислоти є єкзотермічною, але утворене тепло не відводять — воно необхідне для випаровування зайвої води і підтримування стабільно високої концентрації кислоти.

З коксового газу[ред.ред. код]

Масштаби отримання сульфату амонію з коксового газу останніми десятиліттями суттєво зменшуються через модернізацію металургійних підприємств та впровадження безвідходних технологій виробництва.

Коксовий газ, що утворюється в результаті коксування кам'яного вугілля, є сумішшю оксидів вуглецю, водню, метану та, найголовніше, аміаку. Неочищений коксовий газ пропускається крізь сульфатну кислоту з утворенням солі сульфату амонію. Такий продукт має значну кількість домішок у вигляді органічних смол.

Застосовується також непрямий метод: аміак виділяється із водного шару коксівного конденсату під дією вапна і далі пропускається крізь сульфатну кислоту.

Побічний продукт органічних синтезів[ред.ред. код]

Значні кількості сульфату амонію отримують як побічний продукт синтезу капролактаму. Взаємодією циклогексанону з гідроксиламіном синтезують оксим (2), який в олеумі або концентрованій H2SO4 зазнає перегрупування Бекмана із утворенням капролактаму (3).

Beckmann-rearangement.png

У реакційній суміші, після охолодження, капролактам перебуває у формі монозаміщеного сульфату. Його витісняють додаванням аміаку, в результаті чого утворюється капролактам та сульфат амонію як побічний продукт.

З гіпсу[ред.ред. код]

Через дефіцит сульфатної кислоти у часи Першої світової війни, науковцями BASF був розроблений метод отримання сульфату амонію з гіпсу. Дрібно помелений гіпс змішують із розчином карбонату амонію:

Взаємодію проводять протягом кількох годин у резервуарах із перемішуванням, а потім фільтрують на вакуум-фільтрах. Карбонат кальцію добре виділяється із суміші завдяки його малій розчинності.

Також можна проводити взаємодію шляхом пропускання газуватих аміаку та оксиду вуглецю крізь суспензії гіпсу:

З купрум сульфату[ред.ред. код]

Утворюється в розчині при осадженні гідроксиду міді(II) (світло-блакитний осад) з розчину купрум сульфату (мідного купоросу) аміаком або його водним розчином (нашатирним спиртом) на відкритому повітрі чи під витяжкою:

Розчин треба помішувати до зникнення інтенсивного темно-синього забарвлення аміачного комплексного іону міді [Cu(NH3)4]2+, який утворюється при надлишку аміаку, а аміак додавати до повного осадження міді.

Хімічні властивості[ред.ред. код]

При нагрівання на повітрі сульфат амонію починає розкладатися при температурі понад 100 °C, а у вакуумі — при 513 °C.

При вищих температурах, більше 300 °C, можуть також виділятися незначні кількості N2, SO2, SO3, H2O.

У розчинах сполука добре дисоціює із частковим гідролізом, утворюючи кисле середовище:

При взаємодії твердого (NH4)2SO4 з концентрованою сульфатною кислотою утворюється монозаміщений сульфат:

Сульфат амонію вступає в реакції обміну з лугами та деякими солями:

При нагріванні окиснюється сильними окисниками до вільного азоту:

При електролізі розчину солі в концентрованій сульфатній кислоті , утворюється персульфат амонію:

(на платиновому або платинованому аноді утворюється персульфат, а на катоді — водень).

Застосування[ред.ред. код]

Французька листівка про значення сульфату амонію у садівництві

Практично увесь синтезований сульфат амонію застосовується як добриво. Окрім значного вмісту в сполуці нітрогену, в ній також присутній важливий для аграріїв сульфур.

У менших масштабах сіль використовується для виробництва персульфатів, антипіренів. Також застосовується у фотографії, текстильний та скляній промисловостях.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. а б в За тиску 101,3 кПа
  2. Mineralogy Database — Mascagnite (англ.)

Джерела[ред.ред. код]

  • CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide. — 86th. — Boca Raton (FL) : CRC Press, 2005. — 2656 p. — ISBN 0-8493-0486-5. (англ.)
  • Weston C. W., Papcun J. R., Dery M. Ammonium compounds // Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. — 4th. — New York : John Wiley & Sons, 2004. — P. 367—368. — ISBN 978-0-471-48517-9. — DOI:10.1002/0471238961.0113131523051920.a01.pub2. (англ.)
  • Zapp K. H. Ammonium compounds // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. — 6th. — Weinheim : Wiley-VCH, 2005. — P. 11—14. — DOI:10.1002/14356007.a02_243. (англ.)
  • Ritz J., Fuchs H., Moran W. C. Caprolactam // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. — 6th. — Weinheim : Wiley-VCH, 2005. — P. 4—5. — DOI:10.1002/14356007.a05_031.pub2. (англ.)
  • Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ / Р. А. Лидин. — 3-е. — М. : Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0. (рос.)
  • Химический энциклопедический словарь / И. Л. Кнунянц. — М. : Сов. энциклопедия, 1983. — 792 с. (рос.)