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碳酸氢铵
发布时间:2016-11-30 来源:未知     分享到:
  碳酸氢铵 是一种白色化合物,呈粒状,板状或柱状结晶。因为碳酸氢铵是一种碳酸盐,所以一定不能和酸一起放置,因为酸会和碳酸氢铵反应生成二氧化碳,使碳酸氢铵变质。但是农村也有利用碳酸氢铵能和酸反应这一性质,将碳酸氢铵放在蔬菜大棚内,将大棚密封,并将碳酸氢铵置于高处,加入稀盐酸。这时,碳酸氢铵会和盐酸反应,生成氯化铵、水和二氧化碳。二氧化碳可促进植物光合作用,增加蔬菜产量,而生成的氯化铵也可再次作为肥料使用。碳酸氢铵的化学式中有铵根离子,是一种铵盐,而铵盐不可以和碱共放一处,所以碳酸氢铵切忌和氢氧化钠或氢氧化钙放在一起。

  发展简史

  1920年前后,发现利用焦炉煤气中的氨和二氧化碳反应可制取碳酸氢铵,有人试图把它作为氮肥使用,但未获成功。长期以来仅少量生产,主要用做食品工业中的发泡剂。1958年,中国迫切需要发展化肥工业,由化工专家侯德榜开发成功了生产碳酸氢铵的新工艺。其特点是把碳酸氢铵的生产与合成氨原料气净化(脱除二氧化碳)过程结合起来,称为联碳法生产碳酸氢铵工艺,从而简化了流程,降低了能耗,减少了投资。通过对碳酸氢铵物性的改进和施肥技术的不断完善,它在中国获得了迅速发展,20世纪80年代初产量约占中国氮肥总产量的一半以上。

  理化性质

  物理性质

  白色斜方晶系或单斜晶系结晶体。无毒。有氨臭。能溶于水,水溶液呈碱性,不溶于乙醇。

  化学性质

  水溶液呈碱性,性质不稳定,36℃以上分解为二氧化碳、氨和水,60℃可分解完。有吸湿性,潮解后分解会加快。

  与其有关反应的化学方程式为:

  NH4HCO3+HCl=====NH4Cl+H2O+CO2↑

  NH4HCO3==Δ==NH3↑+H2O+CO2↑

  H2SO4+NH4HCO3==H2O+CO2↑+NH4HSO4(稀硫酸过量时)

  H2SO4+2NH4HCO3==2H2O+2CO2↑+(NH4)2SO4(碳酸氢铵过量时)

  2NH4HCO3+2NaOH(少量)=(NH4)2CO3+Na2CO3+2H2O

  NH4HCO3+2NaOH(大量)=Na2CO3+H2O+NH3:H2O

  NH4HCO3+2NaOH==Δ==NH3↑+Na2CO3+2H2O

  化学数据

  1.疏水参数计算参考值(XlogP):无

  2.氢键供体数量:2

  3.氢键受体数量:3

  4.可旋转化学键数量:0

  5.互变异构体数量:无

  6.拓扑分子极性表面积61.4

  7.重原子数量:5

  8.表面电荷:0

  9.复杂度:24.8

  10.同位素原子数量:0

  11.确定原子立构中心数量:0

  12.不确定原子立构中心数量:0

  13.确定化学键立构中心数量:0

  14.不确定化学键立构中心数量:0

  15.共价键单元数量:2

  应用领域

  1、用作氮肥,适用于各种土壤,可同时提供作物生长所需的铵态氮和二氧化碳,但含氮量低、易结块;

  2、用作分析试剂,也用于合成铵盐和织物脱脂;

  3、能促进作物生长和光合作用,催苗长叶,可作追肥,也可作底肥直接施用,用作食品膨胀剂;

  4、用作食品高级发酵剂。与碳酸氢钠合用可作面包、饼干、煎饼等膨松剂的原料,亦用作发泡粉末果汁的原料。还用于绿色蔬菜、竹笋等烫漂,以及医药及试剂;

  5、用作缓冲剂;充气剂。

  6、碳酸氢铵在塑胶和橡胶工业、陶器制作、铬鞣革和合成催化剂上被广为使用。

  7、碳酸氢铵其具有速效、价廉、经济、不板结土壤、适用于各种作物和各类土壤、既可作基肥,又可作追肥等优点,受到农民的欢迎。每年的用量约占到氮肥总产量的1/4,是我国除尿素外使用最广泛的一种氮肥产品。碳铵的劣势主要是易挥发,氮的利用率低。因此,在生产上应做到扬长避短,合理使用。

  使用限量:

  GB 2760-96:需添加膨松剂的各类食品,GMP。惟乳与乳制品按有关规定执行。

  FAO/WHO(1984):可可粉及含糖可可粉、可可豆粉、可可液块、可可油饼,5g/kg(以无脂可可计,按无水K2CO3计)。

  生产方法

  1.将压缩二氧化碳通入浓氨水中,并在二氧化碳加压下放置,同时加以冷却,析出结晶,经离心分离,脱水而成。精制时将其溶于水,添加乙醇,使之重结晶。

  2.碳化法将氨气用水吸收后,用二氧化碳碳化,再经分离、干燥,制得碳酸氢铵。其化学反应方程式:

  NH3+CO2+H2O→NH4HCO3

  3.将来自石灰窑并经洗涤净化过的CO2气体,通入氨水使之饱和,后经离心分离、热风干燥即得成品。

  4.典型的生产碳酸氢铵小型氮肥厂以无烟煤为原料,先制取半水煤气,后者经脱除硫化氢后,进入加压变换反应系统,得到的氮、氢和二氧化碳混合气进入碳化塔,在此二氧化碳与浓度为17%左右的氨水反应,生成碳酸氢铵结晶,经离心机分离即得碳酸氢铵产品。脱除二氧化碳的原料气,经过进一步脱除残余二氧化碳与少量一氧化碳后,进入氨合成系统。干燥的碳酸氢铵在室温下,有一定的稳定性和良好的流动性。中国有些碳酸氢铵厂采用气流干燥的方法将产品干燥;更多的工厂采用添加结晶改性剂的方法,使碳酸氢铵的结晶生长得比较粗大,从而改善了液固体分离的操作条件,使产品的含水量由5%~5.5%减小到2.5%~3.5%,对减少产品的分解损失和结块现象有显著效果。

  生产碳铵的反应式为:

  NH3+H2O=NH3·H2O+热量

  NH3·H2O+CO2=NH4HCO3+热量

  实验测定

  鉴别试验

  取试样加(1+1)盐酸液即泡沸,产生二氧化碳,此气体通入氢氧化钙溶液中,即生成白色沉淀。

  取试样溶液,加氯化汞溶液即产生白色沉淀。

  取试样溶液,加酚酞试液(TS-167)应不变色或仅现微红色

  加热试管中碳酸氢铵 。

  含量分析

  在已称量的带磨口塞的称量瓶中,迅速称取试样2g(准确至0.0002g),置于已盛有1mol/L硫酸溶液50ml(准确移取)的锥形瓶中,摇动锥形瓶,使试样反应完全,加热煮沸5min,待溶液冷却后,加0.1%甲基橙指示液2滴,以1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至橙色。同时作空白试验。

  式中V1——空白所耗氢氧化钠液的体积,ml;

  V2——试样液所耗氢氧化钠液的体积,ml;

  c——氢氧化钠液的浓度,mol/L;

  G一试样质量,g;

  0.07906——碳酸氢铵毫摩尔质量,g。

  受热分解

  碳酸氢铵受热分解:NH4HCO3=NH3+H20+CO2

  注意事项

  急救措施

  皮肤接触:脱去污染的衣着,用流动清水冲洗。

  眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

  吸入:脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难,给输氧。就医。

  食入:饮足量温水,催吐。就医。

  应急处理

  隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中,转移至安全场所。若大量泄漏,收集回收或运至废物处理场所处置。

  操作事项

  密闭操作,提供良好的自然通风条件。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿防毒物渗透工作服,戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与氧化剂、酸类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

  储存事项

  储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、酸类分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

  个体防护

  工程控制:提供良好的自然通风条件。

  呼吸系统防护:空气中粉尘浓度超标时,必须佩戴自吸过滤式防尘口罩。紧急事态抢救或撤离时,应该佩戴空气呼吸器。

  眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。

  身体防护:穿防毒物渗透工作服。

  手防护:戴橡胶手套。

  其他防护:及时换洗工作服。注意个人清洁卫生。

  运输

  起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、酸类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。车辆运输完毕应进行彻底清扫。

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