Amonijev ion je pozitivno nabijena kationska poliatomske čija kemijska formula je NH 4 +. Molekula nije ravna, već je oblikovana poput tetraedra. Četiri atoma vodika čine četiri ugla.
Dušik amonijaka ima neobrijani par elektrona koji mogu prihvatiti protone (Lewisova baza), stoga se amonijev ion formira protonacijom amonijaka prema reakciji: NH 3 + H + → NH 4 +
Slika 1: Struktura amonijevog iona.
Naziv amonij također se daje supstituiranim aminima ili supstituiranim amonijevim kationima. Na primjer, metilamonijeve klorid ionski sol formule CH 3 NH 4 Cl gdje klorid ion je vezan na metilamina.
Amonijev ion ima svojstva vrlo slična težim alkalnim metalima i često se smatra bliskim srodnikom. Očekuje se da se amonij ponaša poput metala pri vrlo visokim pritiscima, poput planeta divovskih plinova poput Urana i Neptuna.
Amonijev ion igra važnu ulogu u sintezi proteina u ljudskom tijelu. Ukratko, sva živa bića trebaju proteine koji se sastoje od oko 20 različitih aminokiselina. Dok biljke i mikroorganizmi mogu sintetizirati većinu aminokiselina iz dušika u atmosferi, životinje ne mogu.
Za ljude se neke aminokiseline uopće ne mogu sintetizirati te ih se mora konzumirati kao esencijalne aminokiseline.
Druge aminokiseline, međutim, mikroorganizmi se mogu sintetizirati u gastrointestinalnom traktu uz pomoć amonijačnih iona. Dakle, ova je molekula ključna figura u ciklusu dušika i u sintezi proteina.
Svojstva
Topljivost i molekularna težina
Amonijev ion ima molekulsku masu od 18.039 g / mol i topljivost od 10.2 mg / ml vode (Nacionalni centar za biotehnološke informacije, 2017). Otapanjem amonijaka u vodi nastaje amonijev ion prema reakciji:
NH 3 + H 2 O → NH 4 + + OH -
To povećava koncentraciju hidroksila u mediju povećanjem pH otopine (Royal Society of Chemistry, 2015).
Svojstva kisele baze
Amonijev ion ima pKb od 9,25. To znači da će pri pH višoj od ove vrijednosti imati kiselinsko ponašanje, a pri nižem pH osnovno ponašanje.
Na primjer, pri otapanju amonijaka u octenoj kiselini (pKa = 4,76), slobodni par dušika elektrona uzima proton iz medija, povećavajući koncentraciju hidroksidnih iona prema jednadžbi:
NH 3 + CH 3 COOH ⇌ NH 4 + + CH 3 COO -
Međutim, u prisutnosti jake baze, poput natrijevog hidroksida (pKa = 14,93), amonijev ion daje protonu mediju u skladu s reakcijom:
NH 4 + + NaOH ⇌ NH 3 + Na + + H 2 O
Zaključno, pri pH manjem od 9,25, dušik će biti protoniran, dok će pri pH većoj od te vrijednosti biti deprotoniran. Ovo je od najveće važnosti u razumijevanju krivulja titranja i razumijevanju ponašanja tvari poput aminokiselina.
Amonijeve soli
Jedno od najkarakterističnijih svojstava amonijaka je njegova moć kombiniranja izravno s kiselinama, pri čemu nastaju soli ovisno o reakciji:
NH 3 + HX → NH 4 x
Tako, s klorovodičnom kiselinom tvori amonijevog klorida (NH 4 Cl); S dušičnom kiselinom, amonijevim nitratom (NH 4 NO 3), s ugljičnom kiselinom formirat će se amonijev karbonat ((NH 4) 2 CO 3) itd.
Pokazano je da se savršeno suh amonijak neće kombinirati s savršeno suhom klorovodičnom kiselinom, a vlaga je potrebna da izazove reakciju (VIAS Encyclopedia, 2004).
Većina jednostavnih amonijevih soli je vrlo topiva u vodi. Izuzetak je amonijev heksakloroplatinat, čija tvorba se koristi kao test za amonij. Soli amonijevog nitrata, a posebno perklorat, visoko su eksplozivni, u tim je slučajevima amonij redukcijsko sredstvo.
U neobičnom procesu, amonijevi ioni tvore amalgam. Takve se vrste pripremaju elektrolizom amonijeve otopine koristeći živu katodu. Ovaj amalgam se na kraju raspada kako bi se oslobodio amonijak i vodik (Johnston, 2014).
Jedna od najčešćih amonijevih soli je amonijev hidroksid, koji je jednostavno amonijak otopljen u vodi. Ovaj je spoj vrlo čest i nalazi se prirodno u okolišu (u zraku, vodi i tlu) te u svim biljkama i životinjama, uključujući ljude.
Prijave
Amonij je važan izvor dušika za mnoge biljne vrste, posebno one koji rastu na hipoksičnim tlima. Međutim, toksičan je i za većinu vrsta usjeva i rijetko se primjenjuje kao jedini izvor dušika (Database, Human Metabolome, 2017).
Dušik (N), vezan za proteine u mrtvoj biomasi, troše mikroorganizmi i pretvaraju se u amonijeve ione (NH4 +) koji mogu apsorbirati izravno korijen biljke (npr. Riža).
Amonijevi ioni obično se nitrozomonas bakterijama pretvaraju u nitritne ione (NO2-), nakon čega slijedi druga pretvorba u nitrate (NO3-) bakterija Nitrobacter.
Tri glavna izvora dušika koji se koriste u poljoprivredi su urea, amonijak i nitrati. Biološka oksidacija amonijaka u nitrat poznata je kao nitrifikacija. Taj postupak uključuje nekoliko koraka i posreduje ga obližnim aerobnim, autotrofičnim bakterijama.
U poplavljenim tlima ograničena je oksidacija NH4 +. Urea se razgrađuje enzimom ureaza ili kemijski hidrolizira u amonijak i CO2.
U koraku amonifikacije amonijak se pretvara amonicirajućim bakterijama u amonijev ion (NH4 +). U sljedećem koraku amonijak se pretvara nitrificirajućim bakterijama u nitrat (nitrifikaciju).
Ovaj visoko mobilni oblik dušika najčešće apsorbiraju korijen biljke, kao i mikroorganizmi u tlu.
Da bi se zatvorio ciklus dušika, plin dušika u atmosferi pretvara se u dušik iz biomase pomoću bakterija Rhizobium koje žive u korijenskim tkivima mahunarki (na primjer, lucerke, graška i graha) i mahunarki (poput jelše). te cijanobakterijama i Azotobacterom (Sposito, 2011).
Kroz amonij (NH4 +) vodene biljke mogu apsorbirati i uključivati dušik u proteine, aminokiseline i druge molekule. Visoke koncentracije amonijaka mogu povećati rast algi i vodenih biljaka.
Amonijev hidroksid i druge amonijeve soli široko se koriste u preradi hrane. Propisi Uprave za hranu i lijekove (FDA) navode da je amonijev hidroksid siguran („općenito prepoznat kao siguran“ ili GRAS) kao sredstvo za kvasce, sredstvo za kontrolu pH i završno sredstvo. površno u hrani.
Popis namirnica u kojima se amonijev hidroksid koristi kao izravni dodatak hrani opsežan je i uključuje pekarski proizvodi, sirevi, čokolade, drugi konditorski proizvodi (npr. Bomboni) i pudingi. Amonijev hidroksid koristi se i kao antimikrobno sredstvo u mesnim proizvodima.
Amonijak u drugim oblicima (npr. Amonijev sulfat, amonijev alginat) koristi se u začinima, izolatima soje proteina, grickalicama, džemima i želeima i bezalkoholnim pićima (PNA udruženje kalijevog nitrata, 2016).
Mjerenje amonijaka koristi se u RAMBO testu, posebno korisno u dijagnosticiranju uzroka acidoze (ID testa: RAMBO Amonium, Random, Urin, SF). Bubreg regulira izlučivanje kiselina i sistemsku acidobaznu ravnotežu.
Promjena količine amonijaka u mokraći je važan način da bubrezi to učine. Mjerenje razine amonijaka u urinu može pružiti uvid u uzrok poremećaja acidobazne baze u bolesnika.
Razina amonijaka u mokraći također može pružiti puno informacija o dnevnoj proizvodnji kiselina kod određenog pacijenta. Budući da najveći dio kiselog opterećenja pojedinca dolazi iz unesenih proteina, količina amonijaka u urinu dobar je pokazatelj unosa proteina u prehrani.
Mjerenja amonijaka u urinu mogu biti osobito korisna za dijagnozu i liječenje bolesnika s bubrežnim kamencima:
- Visoka razina amonijaka u mokraći i nizak pH mokraće sugeriraju stalne gubitke u probavnom sustavu. Ti bolesnici u opasnosti su od kamenca mokraćne kiseline i kalcijevog oksalata.
- Malo amonijaka u urinu i visok pH mokraće sugerira bubrežnu tubularnu acidozu. Ti su bolesnici u riziku zbog kamenca s kalcijevim fosfatom.
- Bolesnici s kamenjem kalcijevim oksalatom i kalcijevim fosfatom često se liječe citratima za povećanje urina citrata (prirodni inhibitor rasta kalcijevog oksalata i kalcijevog fosfata).
Međutim, budući da se citrat metabolizira u bikarbonat (bazu), ovaj lijek također može povećati pH urina. Ako je pH urina previsok s tretmanom citratima, rizik od kamenca s kalcijevim fosfatom može se nehotice povećati.
Praćenje urina zbog amonijaka jedan je od načina titriranja doze citrata i izbjegavanja ovog problema. Dobra početna doza citrata je otprilike polovica izlučivanja amonijaka u urinu (u mEq svakog).
Učinak ove doze na vrijednosti amonijaka, citrata i pH može se nadzirati, a doza citrata prilagoditi na temelju odgovora. Pad amonijaka u urinu trebao bi ukazivati je li trenutni citrat dovoljan da djelomično (ali ne u potpunosti) nadoknadi dnevni kiseli naboj tog pacijenta.
Reference
- Baza podataka, ljudski metabolom. (2017., 2. ožujka). Prikazuje metaboards za amonij. Oporavak od: hmdb.ca.
- Johnston, FJ (2014). Amonijeva sol. Preuzeto s accessscience: accessscience.com.
- Nacionalni centar za biotehnološke informacije. (2017., 25. veljače). PubChem baza podataka; CID = 16741146. Preuzeto iz PubChema.
- PNA udruženje kalijevog nitrata. (2016). Nitrat (NO3-) naspram amonijaka (NH4 +). preuzeto s kno3.org.
- Kraljevsko društvo za kemiju. (2015). Amonijev ion. Oporavak od chemspidera: chemspider.com.
- Sposito, G. (2011, 2. rujna). Tlo. Oporavilo iz enciklopedije britannica: britannica.com.
- ID testa: RAMBO amonij, slučajno, urin. (SF). Oporavak od enciklopedijaamedombolaktorija.com.
- VIAS Enciklopedija. (2004., 22. prosinca). Amonijeve soli. Oporavilo iz enciklopedije vias.org.