هیدروکسید آمونیوم یک محلول پایه یا قلیایی آمونیاک است که کاربردهای مختلفی مانند تمیز کردن پنجره ها، تصفیه آب، تولید آلکیل آمین و فرآوری مواد غذایی دارد. همچنین در آزمایشگاه برای تجزیه و تحلیل معدنی کیفی کاربرد دارد و می تواند به عنوان یک شاخص شیمیایی استفاده شود.

هیدروکسید آمونیوم به عنوان محلول آمونیاک، آب آمونیاک، مشروب آمونیاک یا آمونیاک آبی شناخته می شود. در حالی که برخی از آن به عنوان آمونیاک یاد می کنند، این در واقع نادرست است زیرا هیدروکسید آمونیوم یک محلول آبی است، در حالی که آمونیاک به شکل گازی است.

با وجود این، فرمول هیدروکسید آمونیوم همان آمونیاک است زیرا اگرچه مولکول ها به هیدروکسید و یون های آمونیوم جدا می شوند، اما جداسازی مولکول های هیدروکسید آمونیوم غیرممکن است.

فرمول هیدروکسید آمونیوم چیست؟

هیدروکسید آمونیوم یک ترکیب قلیایی با فرمول است NH₄اوه زیرا محلول حاوی یون های زیر است: [NH₄⁺][OH⁻]. فرمول استاندارد آن به سادگی به عنوان محلول آبی آمونیاک بیان می شود: NH₃(ق).

دلیل اصلی این امر این است که نمونه‌های هیدروکسید آمونیوم جداسازی از محلول غیرممکن است و یون‌ها به میزان قابل توجهی در محلول فراوان نیستند. این بدان معنی است که آمونیاک مولکولی هنوز غالب است به جز در محلول های بسیار رقیق.

این ماده از نظر ساختار مولکولی دارای یک هرمی مثلثی شکل هندسی، مطابق شکل زیر:

قلیایی بودن محلول آبی آمونیاک به دلیل deprotonation (انتقال یک پروتون) بخش کوچکی از مولکول های آب. این منجر به تشکیل یون های آمونیوم و هیدروکسید می شود، همانطور که در معادله متعادل زیر نشان داده شده است:

NH₃ + اچ₂O ⇌ NH₄⁺ + اوه^–

فقط مقدار بسیار کمی از آمونیاک در یک محلول آبی به یون تبدیل می شود. به عنوان مثال، در یک مول محلول آمونیاک، تقریباً 0.43 درصد از مولکول های آمونیاک به آمونیوم تبدیل می شود. معادل pH از این یک مول محلول 11.3 است. این بر اساس محاسبات زیر است، با توجه به ثابت یونیزاسیون پایه:

• [NH4+] = 0.0042 M
• [OH−] = 0.0042 M
• NH3]= 0.9958 M
• pH = 14 + log10[OH−] = 11.62

ثابت یونیزاسیون پایه را می توان با استفاده از عبارت زیر محاسبه کرد:

از آنجایی که ثابت فقط یک نسبت غلظت است، واحد ندارد و می توانیم مقادیر داده شده را جایگزین کنیم. با در نظر گرفتن این موضوع می توان آن را به صورت زیر نوشت:

ک_ب = [NH₄⁺][OH⁻] / [NH₃] = 1.77×10^-5

در زیر لیست جدولی از برخی از بازهای ضعیف و ثابت های یونیزاسیون پایه مربوطه آنها آمده است. این ثابت ها هنگام تعیین غلظت ناشناخته یون ها در یک محلول مفید هستند. این ثابت ها در دمای 25 درجه سانتیگراد معتبر هستند.

آیا هیدروکسید آمونیوم سمی است؟

غلظت آمونیاک در محلول هیدروکسید آمونیوم که می تواند تا 30 درصد باشد آن را سمی می کند. اگر به طور تصادفی بخار آمونیاک را استنشاق کنید، می تواند منجر به تحریک مجرای هوا، به ویژه حفره بینی شود، جایی که اولین واکنش های رفلکس اولیه عطسه و سرفه است. اگر در معرض غلظت بالایی از این ماده باشید، می تواند منجر به ادم ریوی یا تورم ریه شود. سیانوز ممکن است با کاهش سطح اکسیژن خون و ایجاد شوک و تشنج ایجاد شود.

بخار آمونیاک همچنین می تواند چشم، پوست و غشای مخاطی دیواره معده را تحریک کند. حتی ممکن است دستگاه گوارش را سوراخ کند. سایر خطرات مرتبط با مواجهه طولانی مدت با هیدروکسید آمونیوم شامل افسردگی سیستم عصبی مرکزی، زخم قرنیه و ملتحمه چشم است که می تواند باعث کوری موقت شود. نه تنها این، بلکه می تواند به طور جدی پوست را تحریک کند و حتی منجر به سوختگی شیمیایی شود. در صورت مصرف، هیدروکسید آمونیوم ممکن است باعث تهوع و استفراغ در فرد شود.

چه زمانی کار در آزمایشگاه با استفاده از هیدروکسید آمونیومو یا هنگام استفاده از آن برای تمیز کردن پنجره ها، به عنوان مثال، باید از دستکش، عینک، و لباس محافظ استفاده کنید تا از تماس با پوست و غشاهای مخاطی خودداری کنید. همچنین هنگام کار با مقادیر زیادی از مواد شیمیایی باید از ماسک صورت یا ماسک گاز با ماسک تنفسی استفاده کنید.

آیا هیدروکسید آمونیوم یک اسید است؟

هیدروکسید آمونیوم دارای pH بسیار بالایی است که آن را به یک ماده قلیایی یا بازی تبدیل می کند. طبق تعریف، این بدان معنی است که هیدروکسید آمونیوم یک اسید نیست، زیرا اسیدها دارای pH کمتر از 7 هستند که سطح خنثی است. برای مقایسه، یک مول از این محلول دارای pH 11.3 است.

بر اساس نظریه برونستد-لوری اسیدها و بازها، یک اسید پروتون اهدا می کند و یک باز گیرنده پروتون است. پروتون در اینجا یک یون هیدروژن است که در واقع فقط یک پروتون است.

یک ماده لزوماً نباید یون هیدروژن یا یون هیدروکسید داشته باشد تا اسید یا باز در نظر گرفته شود. تا زمانی که شرط عمل به عنوان دهنده یا گیرنده پروتون برآورده شود، یک ماده را می توان به عنوان اسید یا باز طبقه بندی کرد. به مثال زیر توجه کنید:

این معادله نشان می دهد که در یک مخلوط محلول آبی از اسید کلریدریک و هیدروکسید آمونیوم (آمونیاک محلول)، اسید کلریدریک یک پروتون به آمونیاک می دهد. این واکنش یک یون آمونیوم با بار مثبت و یک یون کلرید با بار منفی تولید می کند.

بنابراین، HCl به عنوان اسید برونستد-لوری و آمونیاک به عنوان پایه برونستد-لوری طبقه بندی می شوند. علاوه بر این، یون کلرید به عنوان پایه مزدوج اسید شناخته می شود، در حالی که یون آمونیوم مزدوج آمونیاک باز است.

آیا هیدروکسید آمونیوم محلول است؟

هیدروکسید آمونیوم خود محلول آبی آمونیاک است. این نه تنها در آب محلول است، بلکه قابل امتزاج نیز می باشد. این بدان معنی است که می تواند یک مخلوط کاملاً همگن با آب تشکیل دهد. با این حال، در حلال های غیر قطبی محلول نیست.

علاوه بر آب، آمونیاک در کلروفرم، اتانول و متانول نیز محلول است. مشابه دیگر انواع گازها، حلالیت آمونیاک در آب و در سایر حلال ها با دمای حلال و محیط اطراف آن نسبت معکوس دارد. با افزایش دما، حلالیت آمونیاک کاهش می یابد.

حلالیت بهینه، که نقطه اشباع آمونیاک در آب است، در دمای 15.6 درجه سانتی گراد به دست می آید. در این دما محلول حاوی 35.6 درصد آمونیاک جرمی است.