Класс химических соединений, в состав которых входит катион металла или катион аммония, соединенный с анионом в виде кислотного остатка, имеет общее название — соли. Они делятся на нормальные (или средние), кислые, основные, двойные, гидратные (кристаллогидраты), комплексные.
Для нормальных (или средних) солей характерно полное замещение катионов водорода в молекуле кислоты на катион металла или аммония, например: Na2SO4 или карбонат кальция CaCO3.
Если в молекуле кислоты катионы водорода замещены на катион частично, то такие соли называются кислыми, например, гидрокарбонат аммония NH4HCO3 или гидрокарбонат натрия NaHCO3.
Если в молекуле основания произошло не полное, а частичное замещение гидроксильной группы на кислотный остаток, то образовавшиеся соли называют основными, например, дигидроксокарбонат меди (CuOH)2CO3.
В формуле присутствуют два разных катиона, например, алюминия и калия в KAl(SO4)2 . 12 H2O.
В формуле смешанных солей содержатся два различных аниона, например, хлорная известь CaCl(OCl).
В состав молекул гидратных солей входит вода кристаллизационная, например, медный купорос (синий) CuSO4.5 H2O.
Молекулы комплексных солей состоят из комплексного катиона или комплексного аниона, например, хлорид тетраамминцинка(II) [(Zn(NH3)4)]Cl2.
Как образуются названия солей?
В названиях солей присутствует два слова. Первое — название аниона, которое стоит в именительном падеже. Второе слово (в родительном падеже) образовано от названия катиона. Например: сульфат натрия Na2SO4, сульфат железа (II) FeSO4, сульфат железа (III) Fe2(SO4)3, карбонат кальция CaCO3, CuCl2. В названии кислых солей перед названием аниона записывается приставка «гидро-» или приставка «би-», если в молекуле остался один незамещенный катион водорода. Если таких катионов водорода осталось два, то перед названием аниона записывается приставка «дигидро-». Примеры: гидрокарбонат (или бикарбонат) натрия NaHCO3 (эта соль имеет также название питьевая сода), дигидрофосфат натрия NaH2PO4.
Гидрокарбонат аммония. Формула
В формулу кислой соли угольной кислоты NH4HCO3, в которой катионом является аммоний, входит также анион HCO3-, образованный частичным замещением в молекуле этой кислоты катионов водорода на положительно заряженный ион аммония. То есть молекула данной кислой соли состоит из одного катиона аммоний NH4+, связанного с одним анионом, имеющим называние гидрокарбонат HCO3-. Брутто-формула по системе Хилла записывается как: CH5NO3. Молекулярная масса вещества составляет 79,06 а. е. м.
Свойства
Гидрокарбонат аммония представляет собой неорганическое соединение, по внешнему виду — это бесцветные кристаллы с ромбической решеткой. Плотность составляет 1,586 г/см3 (при 20 °С). Давление паров растет: от 59 мм. рт. ст. (при 25,4 °С) до 278 мм. рт. ст. (при 45 °С).
Гидрокарбонат аммония не растворяется в этиловом спирте и ацетоне. Хорошо растворяется в воде: с повышением температуры растворимость кислой соли растет от 11,9 г/100 г (при 0 °С) до 36,6 г/100 г (при 40 °С).
Гидрокарбонат аммония разлагается с выделением CO2 уже при 20 °С. При температуре 36—70 °С соль разлагается в водных растворах. В результате выделяется аммиак, образуется вода и углекислый газ: NH4HCO3 → NH3 + CO2 + H2O.
Вследствие гидролиза водный раствор имеет слабощелочную реакцию. При добавлении концентрированного образуется нормальная соль: NH4HCO3 + NH3 → (NH4)2CO3.
Под действием кислот и щелочей происходит разрушение кислой соли по NH4HCO3 + HCl → NH4Cl + CO2 + H2O или NH4HCO3 + 2 NaOH → Na2CO3 + NH3 . H2O + H2O.
Гидрокарбонат аммония. Получение
Как и все гидрокарбонаты, кислую соль аммония можно получить в результате длительного пропускания углекислого газа через раствор средней соли аммония: (NH4)2CO3 + CO2 + H2O → 2 NH4HCO3.
При слабом нагревании (30 °С) средней соли происходит ее термическое разложение до кислой соли и аммиака: (NH4)2CO3 → 2 NH4HCO3 + NH3.
Если в воде растворять углекислый газ и аммиак, то также можно получить кислую соль аммония: NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3.
Применение
Гидрокарбонат аммония находит широкое применение в пищевой промышленности: играет роль химического разрыхлителя теста при производстве кондитерских и мучных изделий. Известно, что для подъема пресного теста используется также бикарбонат натрия NaHCO3. Но его применение менее эффективно, так как затягивание замеса или выдержки до момента выпекания приводит к более быстрому удалению образовавшегося в результате реакции с кислотой углекислого газа, а тесто в этом случае не будет пышным и легким.
Бикарбонат аммония используется для выделки кож и при крашении текстильных тканей: в процессе удаления незакрепленного красителя (или зачистки) применяется смесь солей аммония, включающая бикарбонат аммония.
Вещество применяется в сельском хозяйстве в качестве консерванта кормов (замедляются процессы гниения, тем самым повышается сохранность), а также как удобрение под картофель, кормовые и овощные культуры. Используются его свойства по замедлению или прекращению процессов нитрификации почв.
Гидрокарбонат аммония применяется в уранодобывающей, металлургической отраслях промышленности, а также в медицине (при производстве витаминов). В органическом синтезе служит сырьем для производства химических реактивов, например, солей аммония.
Большинство современных продуктов питания имеют на упаковке странные кодировки символом «Е». Некоторых компонентов стоит опасаться, но, по мнению учёных, карбонат аммония является совершенно безвредным для организма человека. Какими свойствами обладает это вещество, как его получают и где применяют? Об этом будет рассказано в данной статье.
Описание реактива, физические свойства
Соединение с формулой (NH 4) 2 CO 3 - это не что иное, как соль угольной кислоты. Всем известны её крайне нестабильные свойства, уже в процессе многих реакций она распадается на CO 2 и H 2 O. Видимо, реактиву под названием карбонат аммония они передались по наследству. Пищевая добавка Е503 - это кристаллическое вещество с кубической решёткой. Бесцветные крупинки обладают характерным запахом, обусловленным присутствием катиона NH 4 + . Он придаёт кристаллам аромат аммиака.
Плотность вещества составляет 1,5 г/см 3 . Молярная масса соли - 96,09 грамм/моль. Температура плавления реактива - 58 ⁰C. Соединение хорошо растворяется в воде, но имеет крайнюю неустойчивость. Соль начинает разлагаться при температуре 18-25 ⁰C. В ходе реакции выделяется газообразный аммиак и гидрокарбонат аммония. Это свойство реактива позволяет использовать Е503 в пищевой промышленности. По той же причине хранить его в открытых ёмкостях не стоит, ведь всего за несколько дней соединение полностью улетучится.
Синтез углекислого аммония
Первоначальным сырьём для синтеза аммонийной соли угольной кислоты служили природные продукты, содержащие азот. Для этих целей брали волосяной покров, костные выросты полорогих животных и ногтевые пластины. Под воздействием высоких температур компоненты подвергали дистилляции. Сегодня сложно представить массовое производство реактива из таких ингредиентов. Современный синтез предполагает простоту процесса и его дешевизну. Для этого используют обратную разложению реакцию, смешивая газ NH 3 , двуокись углерода и водяные пары. Обязательным условием этого метода является быстрое охлаждение. Есть и альтернативный способ промышленного синтеза вещества под названием карбонат аммония. Получение пищевой добавки проходит путём пропускания углекислого газа через водные растворы аммиака.
Химические свойства
Как уже было описано выше, углекислому аммонию присуща нестабильность. Это соединение способно разлагаться при воздействии температур с образованием различных реагентов. Так, продуктами полного термического распада станут аммиак, углекислый газ и вода, происходит это при нагревании соли до 58 ⁰C. При комнатной температуре возможно образование карбамата NH 2 COONH 4 или гидрокарбоната NH 4 HCO 3 аммония. С солями Е503 вступает в реакции обмена или образует комплексные соединения.
Продуктами взаимодействия со щелочами станут углекислые соли и водный раствор аммиака, обладающий характерным резким запахом. В обиходе его именуют нашатырным спиртом. Эта реакция является качественной для определения иона NH 4 + в соединении под названием карбонат аммония. Взаимодействие с кислотой протекает бурно. При этом происходит реакция обмена, и получается новая соль и H 2 CO 3 , которая тут же распадается на двуокись углерода и воду. Выделение CO 2 сопровождается вскипанием раствора.
Химический фонтан из колбы
Существует множество красивых опытов, способных впечатлить юных химиков. Именно этим чаще всего пользуются учителя, чтобы сделать столь «скучную» науку максимально привлекательной для подрастающего поколения. Для проведения опыта используются следующие компоненты: карбонат аммония, нашатырный спирт, концентрированная соляная кислота.
В качестве сосуда берётся плоскодонная коническая колба. На её дно помещают небольшое количество (NH 4) 2 CO 3 . К сухой соли добавляют 5-10 мл водного раствора аммиака. Следующий реагент - хлороводородная кислота, её должно быть в избытке. В химическом сосуде одновременно протекают две бурные реакции. Выделяется плотный белый дым хлорида аммония, а образующийся вследствие нейтрализации кислоты с солью CO 2 активно выталкивает его из колбы. На лабораторном столе наблюдается настоящий химический фонтан.
Незаменимый разрыхлитель
Из-за лёгкого разложения на газообразные компоненты карбонат аммония нашёл применение в изготовлении кондитерских изделий. Его используют как разрыхлитель теста и заменитель живых дрожжей. В отличие от пищевой соды, которая в больших количествах оставляет неприятный привкус и «хруст» на зубах, данный компонент не требует строгой дозировки.
Газообразные продукты распада углекислого аммония придают пористость тесту в процессе выпечки. Изделия с использованием пищевой добавки Е503 в рецептуре длительно сохраняют свою свежесть и объем. Вещество входит в состав тортов, печенья, булочек и может быть использовано в питании детей. Его вводят в тесто прямо перед выпечкой, чтобы избежать улетучивания газов, которые необходимы для подъёма.
Влияние углекислого аммония на организм человека
Как и другие «ешки», карбонат аммония оброс неправдоподобными байками о вреде для организма человека. Его прочно связывают с токсичностью газообразного аммиака, выделяемого в ходе термического разрушения пищевой добавки. На самом деле это соединение настолько летуче, что практически сразу покидает выпечку. Углекислый газ не опасен, как и вода, которая является конечным продуктом реакции разложения Е503.
Гипотезу о накоплении аммиака опровергли учёные Великобританского органа сертификации (FSA), пользующиеся заслуженным уважением по всему миру. Работа с порошкообразным реактивом под названием углекислый аммоний способна нанести вред человеку. При взаимодействии с кожными покровами Е503 вызывает раздражение, зуд, местные реакции в виде крапивницы и сыпи. Вдыхание паров аммиака, который выделяется уже при комнатной температуре, способно привести к отравлению, спазмам бронхов, слезотечению и поражению слизистых оболочек. Для проведения работ рекомендуется защитить кожные покровы и органы дыхания, использовать специальные очки.
Применение в других областях промышленности
Помимо приготовления сдобы, углекислый аммоний применяется для синтеза нашатырного спирта и других азотсодержащих солей. Его используют при промышленной очистке газов от сероводорода. Ускорить ферментацию вина также помогает данное соединение. Фармацевты готовят на основе реактива лекарственные средства от кашля, отравлений и сердечной недостаточности. В косметологии карбонат аммония применяется как краситель и стабилизатор водородного показателя.
Содержание
Люди, заботящиеся о своем здоровье, внимательно изучают на упаковках продуктов состав. Не все из пищевых добавок безопасные, многие причиняют вред, запрещены для применения. Относится ли к ним Е 503, какое влияние она производит, – предстоит разобраться.
Что такое карбонат аммония
Люди ежедневно употребляют пищу, для приготовления которой используют это синтетическое вещество. Карбонат аммония – это соединение, состоящее из аммониевых солей уксусной кислоты – карбоната и бикарбоната. Химическая формула вещества – (NH4)2CO3. Препарат может иметь различные названия:
- добавка Е 503 – международное обозначение;
- углеаммонийная соль;
- углекислый аммоний;
- нашатырный спирт;
- аммоний пищевой.
По внешнему виду карбонат – это бесцветные кристаллы с небольшим запахом аммиака, легко растворимые водой, могут быть подвержены гидролизу. В соприкосновении с воздухом они превращаются в двууглекислый аммоний, запрещенный для производства продуктов – требуется их особое хранение. При повышении температуры вещество становится неустойчивым, проходят химические процессы:
- начиная с 36 градусов, выделяется летучий аммиак (ammonium), получается гидрокарбонат аммония – NH4HCO3;
- когда температура становится 60 градусов, – он дальше распадается на воду, углекислый газ, аммиак.
Применение пищевого аммония
Особенность карбоната аммония – вступать в реакцию с появлением углекислого газа – находит употребление в пищевой промышленности. Вещество используют при выпечке хлеба, изготовлении кондитерских продуктов как замену дрожжам и соде. Газ внутри готового изделия создает полости, придавая пышность, свойство долго не черстветь, сохранять свежесть. Углеаммонийные соли можно применять для выпечки продуктов:
- тортов;
- булок;
- печенья;
- пирогов.
Находится применение пищевого аммония в кондитерской промышленности при изготовлении мороженого, изделий из шоколада, конфет как эмульгатора. Даже при выпуске детского питания используется эта добавка. Углеаммонийные соли применяет:
- фармацевтическая промышленность – для изготовления нашатырного спирта, антидота при укусах змей, сиропа от кашля;
- косметические фирмы – как средство для стабилизации цвета в красках для волос;
- для изготовления удобрений;
- как составляющие средства для огнетушения.
Пищевая добавка Е503
Благодаря происходящим при температуре химическим процессам, пищевая добавка Е503 становится безвредной, разрешенной к употреблению во многих странах. Применяется как вспомогательное вещество:
- разрыхлитель – ускоряет процесс приготовления выпечки, добавляя ей пышности;
- эмульгатор – помогает сделать однородной смесь из несмешиваемых компонентов в кондитерских продуктах;
- регулятор кислотности – для выпуска вин, способствует быстрой ферментации.
Влияние на организм Е503
Соли карбоната считаются умеренно вредными – относятся к третьему классу опасности. Что это означает, какое влияние производит на здоровье человека? Соединения карбоната способны выделять вредный аммиак, который вызывает аллергию, отравления, но только в первозданном состоянии. При производстве продуктов под действием температуры опасные соединения распадаются, становятся безвредными. В готовых изделиях добавка не находится, влияние на организм Е503 не оказывает.
Карбонат аммония (добавка е503) – аммониевая соль угольной кислоты, в быту называемая нашатырным спиртом.
Характеристика
На вид добавка е503 представляет собой кристаллы розового, серого, белого цветов, либо вообще бесцветные, имеющие характерный запах аммиака. Хорошо растворима в воде, неустойчива в растворе и на воздухе. Уже при температуре 18-25 градусов по Цельсию начинает выделять аммиак и превращается в гидрокарбонат аммония. А при температуре 60 градусов вещество распадается на аммиак, углекислый газ и воду. Собственно, именно выделение газов при разложении добавки позволяет использовать ее в пищевой промышленности, в основном, в хлебопекарной и кондитерской вместо дрожжей.
Получение карбоната аммония
Впервые получение карбоната аммония произошло из органических азотистых продуктов (волосы, ногти, рога) под воздействием высокой температуры путем дистилляции. На сегодняшний момент добавку е503 получают в промышленных масштабах путем нагревания смеси хлористого аммония, либо же в результате взаимодействия воды с углекислым газом и аммиаком при условии быстрого охлаждения.
Воздействие карбоната аммония на организм человека
Согласно некоторым неофициальным данным добавка е503 является потенциально небезопасной для человеческого организма. Возможно, вред добавки связывают с высокой токсичностью аммиака, который образуется в результате разложения карбоната аммония. Однако точно известно, что в процессе разложения вещества (в ходе приготовления продукта) аммиак и углекислый газ полностью улетучиваются, а в готовой продукции остается только вода. Так что добавку е503 можно назвать вредной для организма исключительно в своем исходном состоянии.
На сегодняшний день использование солей аммония е503 разрешено практически во всех странах мира.
Согласно исследованиям государственного агентства по пищевым стандартам Великобритании (FSA) пищевая добавка е503 является совершенно безопасной для здоровья человека.
Применение карбоната аммония
В пищевой промышленности добавку е503 используют преимущественно вместо дрожжей или соды в хлебопекарной и кондитерской промышленности. Таким образом, карбонат аммония можно встретить в следующих продуктах: бублики, различные виды печенья, хлебобулочные изделия, торты.
В странах Скандинавии и северной Европы добавку е503 применяют для приготовления фирменных видов печенья. Так, при выпечке исландского воздушного печенья применяют исключительно добавку е503. Если заменить ее на дрожжи или соду, то оригинальное печенье не получится.
Помимо пищевой промышленности карбонат аммония используют в косметике в качестве красителя, добавляют в лекарственные препараты (нашатырь, сиропы от кашля). Также добавка е503 является ускорителем ферментации при производстве вин и компонентом огнетушащих составов.
Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.
Комментарии к материалу (1):
Знаете ли вы, что:
При регулярном посещении солярия шанс заболеть раком кожи увеличивается на 60%.
В течение жизни среднестатистический человек вырабатывает ни много ни мало два больших бассейна слюны.
Работа, которая человеку не по душе, гораздо вреднее для его психики, чем отсутствие работы вообще.
В Великобритании есть закон, согласно которому хирург может отказаться делать пациенту операцию, если он курит или имеет избыточный вес. Человек должен отказаться от вредных привычек, и тогда, возможно, ему не потребуется оперативное вмешательство.
Самое редкое заболевание – болезнь Куру. Болеют ей только представители племени фор в Новой Гвинее. Больной умирает от смеха. Считается, что причиной возникновения болезни является поедание человеческого мозга.
Во время работы наш мозг затрачивает количество энергии, равное лампочке мощностью в 10 Ватт. Так что образ лампочки над головой в момент возникновения интересной мысли не так уж далек от истины.
Раньше считалось, что зевота обогащает организм кислородом. Однако это мнение было опровергнуто. Ученые доказали, что зевая, человек охлаждает мозг и улучшает его работоспособность.
По статистике, по понедельникам риск получения травм спины увеличивается на 25%, а риск сердечного приступа – на 33%. Будьте осторожны.
74-летний житель Австралии Джеймс Харрисон становился донором крови около 1000 раз. У него редкая группа крови, антитела которой помогают выжить новорожденным с тяжелой формой анемии. Таким образом, австралиец спас около двух миллионов детей.
Если улыбаться всего два раза в день – можно понизить кровяное давление и снизить риск возникновения инфарктов и инсультов.
Каждый человек имеет не только уникальные отпечатки пальцев, но и языка.
Существуют очень любопытные медицинские синдромы, например, навязчивое заглатывание предметов. В желудке одной пациентки, страдающей от этой мании, было обнаружено 2500 инородных предметов.
В четырех дольках темного шоколада содержится порядка двухсот калорий. Так что если не хотите поправиться, лучше не есть больше двух долек в сутки.
Многие наркотики изначально продвигались на рынке, как лекарства. Героин, например, изначально был выведен на рынок как лекарство от детского кашля. А кокаин рекомендовался врачами в качестве анестезии и как средство повышающее выносливость.
Для того чтобы сказать даже самые короткие и простые слова, мы задействуем 72 мышцы.
Восстановительный период после любого хирургического вмешательства требует от пациента крайне бережного отношения к своему здоровью. Но что делать, если нужно с...
Это вещество очень распространено в обиходе, однако, пожалуй, лишь у единиц, знатоков химии, существует его с теми привычными и традиционными его "проявлениями", которыми мы пользуемся в повседневной жизни.
Прежде всего, карбонат аммония - это известная, наносимая на все этикетки пищевых продуктов, Она имеет синтетическую структуру, и, как заявляется, ее уровень опасности для здоровья человека равен нулю. Однако в последнее время эта информация некоторыми исследованиями химиков ставится под сомнение.
В пищевой промышленности это вещество используется в основном в качестве разрыхлителя или эмульгатора.
Рассмотрим некоторые химические аспекты получения, свойств и применения этого соединения. Как говорилось, нам оно более всего известно по написанию на этикетках как "добавка E503", это и есть интересующий нас карбонат аммония. Это - аммониевуя а вот еще одно всем известное название этого вещества - В исходном состоянии на вид оно представляет собой бесцветные кристаллы, которые очень легко растворимы в водных растворах. Химическая молекулярная формула имеет вид: (NH4)2CO3. По физическим свойствам карбонат аммония летуч, то есть представляет собой неустойчивое соединение. Например, даже при комнатной температуре и доступе воздуха вещество начинает окисляться в ходе реакции, в результате которой получается газ аммиак, а само исходное соединение преобразуется в бикарбонат аммония. Аммиак в газообразном состоянии токсичен. При повышении температуры среды, в которой находится соединение до 60 °C, оно уже распадается на обычную воду, известный нам газ аммиак и углекислый газ.
Вот это самое выделение газов при протекании реакции и обуславливает применение вещества карбонат аммония в качестве пищевой добавки E503 в промышленном производстве, прежде всего - в кондитерском. Она также широко используется и в хлебопечении в качестве заменителя дрожжей.
На современных предприятиях химической промышленности получение вещества связано с разогревом смесей хлористого аммония. Применяется также обратная разложению реакция синтеза, при этом производится не нагрев состава, а, наоборот, быстрое охлаждение. Изначально, карбонат аммония, получение которого осуществлялось исключительно из органики - рогов скота, волос, рассматривался как вещество, которое можно произвести только при очень высоких температурах.
Как отмечалось выше, некоторые современные исследования стали относить вещество к опасным. Такое отнесение связано именно с токсичностью газообразного аммиака. В этом можно достаточно просто разобраться, если внимательно проанализировать по составу карбонат аммония, взаимодействие с кислотой и те вещества, которые образуются в результате данной реакции. Итак, в ее ходе образуются и аммиак, но аммиак, как говорилось, немедленно улетучивается, как и В результате остается только вода. Поэтому считать опасным для человека и его здоровья добавку Е503 можно лишь при определенной оговорке - она может принести вред, только лишь находясь в своем исходном состоянии.
Поэтому применение данного соединения в виде пищевой добавки разрешено практически повсеместно во всем мире. В качестве сертификационного заключения здесь используются данные FSA - государственного агентства стандартизации Великобритании.
Поэтому, применение добавки носит такой распространенный характер. Кроме указанных уже сегментов использования, данное вещество применяют, например, в фармацевтическом производстве при изготовлении различных сиропов, естественно, - нашатырного спирта и других препаратов. Используется оно и при изготовлении вин в качестве ускорителя ферментации, а также, особенно в последнее время, в качестве красителя в косметике.