سولفات آمونیوم

  • خانه
  • مقالات
  • سولفات آمونیوم

 کاربردهای سولفات آمونیوم

 کاربرد اصلی و اولیه سولفات آمونیوم، به عنوان کود برای خاک های قلیایی است. در خاک، یون آمونیوم آزاد می شود، و مقدار کمی اسید تشکیل می دهد، که تعادل pH خاک را کاهش می دهد، در حالی که نیتروژن ضروری برای رشد گیاهان را تأمین می کند. عیب اصلی استفاده از سولفات آمونیوم، محتوای نیتروژن پایین آن نسبت به نیترات آمونیوم است، که هزینه های حمل و نقل را افزایش می دهد.
از آن به عنوان ماده کمکی اسپری کشاورزی برای حشره کش ها، علف کش ها و قارچ کش های انحلال پذیر در آب نیز استفاده می شود. در آنجا برای پیوند دادن کاتیون های کلسیم و آهن کاربرد دارد، که در آب و آب و سلول های گیاهی وجود دارند. به عنوان ماده کمکی برای علف کش های 2،4-D (آمین)، گلیفوزات و گلوفوزینات، بسیار مؤثر است.
         

کاربرد آزمایشگاهی سولفات آمونیوم

رسوب سولفات آمونیوم، روش معمول برای تصفیه پروتئین به واسطه رسوب است. زمانی که قدرت یونی یک محلول افزایش می یابد، انحلال پذیری پروتئین ها در آن محلول کاهش می یابد. سولفات آمونیوم به دلیل ماهیت یونی آن، در آب بسیار انحلال پذیر است، بنابراین، می تواند به واسطه رسوب، پروتئین ها را در محلول ته نشین کند.
به دلیل ثابت دی الکتریک بالای آب، یون های نمک جدا شده که به آمونیوم کاتیونی و سولفات آنیونی تبدیل می شوند، به راحتی در پوسته های آبدار مولکول های آب حل می شوند. اهمیت این ماده در خالص سازی ترکیبات از توانایی آن برای هیدراته شدن بیشتر در مقایسه با مولکول های غیر قطبی نسبتاً بیشتر، و در نتیجه، بهم آمیختن مولکول های غیر قطبی مطلوب، و رسوب به واسطه محلول در فرمی متمرکز حاصل می شود. این روش، ته نشین شدن در محلول نامیده می شود، و مستلزم استفاده از غلظت های بالای نمک است، که به طور قابل اعتماد در مخلوط آبی قابل حل هستند. درصد نمک مورد استفاده با حداکثر غلظت نمکی که می تواند در مخلوط حل شود، مقایسه می گردد. به همین ترتیب، اگر چه غلظت های بالایی برای کارکرد روش افزودن فراوانی نمک مورد نیاز هستند، یعنی بیش از 100%، می تواند محلول را بیش از حد اشباع کند، بنابراین، رسوب غیر قطبی را در رسوب نمک انتقال می دهد.
غلظت بالای نمک، که با اضافه کردن یا افزایش غلظت سولفات آمونیوم در یک محلول قابل دستیابی است، تجزیه پروتئین را براساس کاهش انحلال پذیری پروتئین امکان پذیر می سازد؛ این تجزیه به واسطه قوه گریز از مرکز قابل دستیابی است. رسوب با سولفات آمونیوم، نتیجه کاهش انحلال پذیری نسبت به تقلیب پروتئین است، بنابراین، پروتئین رسوب شده از طریق استفاده از بافرهای استاندارد قابل حل کردن است.
سولفات آمونیوم، وسیله مناسب و ساده ای برای تجزیه مخلوط های پروتئین کمپلکس فراهم می کند.
در تجزیه و تحلیل شبکه های لاستیکی، اسیدهای چرب فرار با استفاده از رسوب لاستیک با محلول 35% آمونیوم سولفات تجزیه و تحلیل می شوند، که مایع شفافی باقی می گذارد، که اسیدهای چرب فرار از آن با اسید سولفوریک بازسازی می شوند، و سپس، با بخار تقطیر می شوند. رسوب انتخابی با سولفات آمونیوم، در مقابل تکنیک رسوب معمولی که از اسید استیک استفاده می کند، با تعیین اسیدهای چرب فرار تداخل ندارد.

افزودنی غذایی

به طور کلی، سولفات آمونیوم به عنوان یک افزودنی غذایی، توسط اداره غذا و داروی ایالات متحده، بی خطر (GRAS) در نظر گرفته می شود، و در اتحادیه اروپا با E شماره E177 مشخص می شود. از آن به عنوان یک متعادل کننده اسیدی در آرد و نان استفاده می شود.

کاربرد کشاورزی سولفات آمونیوم

پرورش دهندگان، عمدتاً جایی از سولفات آمونیوم استفاده می کنند، که برای رفع نیازهای تغذیه ای رشد گیاهان به N و S مکمل نیاز داشته باشند. از آنجا که سولفات آمونیوم حاوی 21 درصد N است، سیر منابع کود، بیشتر متمرکز بوده، و حمل و نقل آنها مقرون به صرفه می شود، که اغلب انتخاب مناسبی برای زمین هایی با کمبود N است. با این حال، منبع عالی از S فراهم می کند، که از بسیاری از کارکردهای گیاهی ضروری، از جمله سنتز پروتئین، حمایت می کند.

ویژگی های شیمیایی سولفات آمونیوم
فرمول شیمیایی  (NH4)2SO4
 حجم N  21%
حجم S 24%
 انحلال¬پذیری آب 750 گرم بر لیتر
 pH آب  5 تا 6

از آنجا که کسر N در فرم آمونیوم سولفات آمونیوم موجود است، کشاورزان برنج، اغلب از آن برای خاک های سیل زده استفاده می کنند، زیرا کودهای مبتنی بر نیترات به دلیل تلفات نیتروژن دهی ، انتخاب ضعیفی هستند.
محلول حاوی سولفات آمونیوم حل شده، اغلب برای بهبود اثربخشی آنها در کنترل علف هرز، به اسپری های علف کش بعد از ظهور افزوده می شوند. این شیوه افزایش سودمندی علف کش با سولفات آمونیوم، زمانی به خوبی کار می کند که منبع آب حاوی غلظت های قابل توجهی از کلسیم (Ca)، منیزیم (Mg) یا سدیم (Na) باشد. درجه خلوص بالای آمونیوم سولفات اغلب برای این منظور و برای اجتناب از وصل کردن افشانک های اسپری به بهترین نحو کار می کند.

سایر کاربردهای سولفات آمونیوم

  • سولفات آمونیوم در مقیاس کوچک در آماده سازی سایر نمک های آمونیوم، به ویژه پرسولفات آمونیوم، استفاده می شود.
  • سولفات آمونیوم به عنوان جزء ترکیبی برای بسیاری از واکسن های ایالات متحده در هر مرکز کنترل بیماری فهرست می شود.
  • محلول اشباع شده سولفات آمونیوم در آب سنگین (D2O) به عنوان استاندارد خارجی در طیف بینی NMR (33S) گوگرد استفاده می شود، و مقدار تغییر آن ppm 0 است.
  • سولفات آمونیوم در ترکیبات کندکننده شعله نیز به کار گرفته شده است، که بسیار شبیه به دیامونیوم فسفات عمل می کند. به عنوان کندکننده شعله، دمای احتراق مواد را افزایش می دهد، حداکثر نرخ کاهش وزن را کاهش می دهد، و سبب افزایش تولید پس مانده یا جسم زغال می شود. سودمندی کندکننده شعله آن به واسطه ترکیب آن با سولفامات آمونیوم قابل افزایش است. [استناد مورد نیاز است] در آتش نشانی هوایی به کار برده شده است.
  • سولفات آمونیوم به عنوان یک محافظ چوب مورد استفاده قرار گرفته است، اما به دلیل ماهیت نمگیر آن، و به دلیل مشکلات مربوط به خوردگی بست فلزی، بی ثباتی ابعادی، و خرابی در پرداخت رنگ، عمدتاً این کاربرد متوقف شده است.

آماده سازی سولفات آمونیوم

سولفات آمونیوم با عمل آوردن آمونیاک، اغلب به عنوان یک محصول جانبی از کوره های زغالی، با اسید سولفوریک تهیه می شود:
2 NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
مخلوط گاز آمونیاک و بخار آب، در راکتور وارد می شود، که حاوی محلول اشباع شده سولفات آمونیوم و حدود 2 تا 4 درصد اسید سولفوریک آزاد در دمای 60 درجه سانتیگراد است. اسید سولفوریک غلیظ شده به منظور اسیدی نگه داشتن محلول و حفظ سطح اسید آزاد آن افزوده می شود. گرمای واکنش، دمای راکتور را در دمای 60 درجه نگه می دارد. سولفات آمونیوم خشک و پودر شده با اسپری کردن اسید سولفوریک در اتاق واکنش پر از گاز آمونیاک قابل تشکیل است. گرمای واکنش، همه آب موجود در سیستم را تبخیر کرده، و نمک پودری تشکیل می دهد. در سال 1981، تقریباً 6000 میلیون تن تولید شد.
سولفات آمونیوم نیز از سنگ گچ (CaSO4·2H2O) نیز تولید می شود. سنگ گچ کاملاً تقسیم شده، به محلول آمونیوم کربنات افزوده می شود. کربنات کلسیم به شکل جامد رسوب می کند، و سولفات آمونیوم را در محلول باقی می گذارد.
NH4)2CO3 + CaSO4 → (NH4)2SO4 + CaCO3)
سولفات آمونیوم، به طور طبیعی به عنوان ماسکاگنیت (mascagnite) معدنی نادر در دودخان های آتشفشانی و به دلیل آتش سوزی های زغال سنگ بر روی بعضی از انبارها و زاغه ها به وجود می آید.

خواص سولفات آمونیوم

سولفات آمونیوم در دمای زیر 5/49- درجه سانتیگراد فروالکتریک می شود. در دمای اتاق، در سیستم اورترومبیک متبلور می شود، و اندازه سلول a = 7.729 Å، b = 10.560 Å، c = 5.951 Å است. زمانی که در حالت فروالکتریک سرد می شود، تقارن کریستال به گروه فضایی Pna21 تغییر می کند. 

واکنش های سولفات آمونیوم

سولفات آمونیاک به محض حرارت بیش از 250 درجه سانتیگراد تجزیه می شود، که ابتدا سولفات آمونیوم را تشکیل می دهد. گرمایش در دمای بالاتر به تجزیه به آمونیاک، نیتروژن، دی اکسید گوگرد و آب منجر می شود.
محلول آن به عنوان نمکی از یک اسید قوی (H2SO4) و باز ضعیف (NH3)، اسیدی است؛ pH محلول M 1/0، 5/5 است. در محلول آبی، واکنش ها، واکنش های مربوط به یون های NH4+ و SO4−2 هستند. به عنوان مثال، افزودن کلرید باریم، رسوب سولفات باریم را از بین می برد. مایع زیر صافی در تبخیر سبب تولید کلرید آمونیوم می شود.
زمانی که سولفات آمونیوم با محلول های هم مول سولفات فلزی مخلوط می شود، و محلول به آرامی تبخیر می شود، نمک های مضاعف بسیاری (سولفات های فلزی آمونیوم) را تشکیل می دهد. با یون های فلزی سه ظرفیتی، سولفات های مضاعف آلومینیوم و پتاسیم، مانند سولفات آمونیوم دارای ترکیبات آهن تشکیل می-شوند. سولفات های فلزی مضاعف شامل سولفات کوبالتی آمونیوم، سولفات دی آمونیوم دارای ترکیبات آهن، سولفات نیکل آمونیوم هستند، که به عنوان و سولفات سریم آمونیوم و نمک های Tutton شناخته می شوند. سولفات های سدیم بی آب آمونیوم در خانواده Langbeinites نیز وجود دارند.
ذرات هوابرد سولفات آمونیوم غلیظ شده به واسطه تبخیر، تقریباً 30 درصد آلودگی ذرات ریز در سراسر جهان را تشکیل می¬دهند.

قانونگذاری و کنترل سولفات آمونیوم

در نوامبر سال 2009، ممنوعیت کودهای سولفات آمونیوم، نیترات آمونیوم و نیترات آمونیوم کلسیم در بخش Malakand سابق – شامل مناطق Upper Dir، Lower Dir، Swat، Chitral و Malakand ایالت مرزی شمال غربی (NWFP) پاکستان است – پس از گزارشاتی مبنی بر اینکه توسط جنگ طلبان برای ساخت مواد منفجره مورد استفاده قرار گرفتند، توسط دولت NWFP اعمال شد. در ژانویه سال 2010، این مواد بنا به همین دلیل در افغانستان نیز ممنوع شد.

مزایای خاص سولفات آمونیوم

مزایای خاص سولفات آمونیوم عبارتند از:
  • افزایش تحمل پذیری خشکی از طریق افزایش رشد ریشه
  • کمک به حفظ رنگ سبز تیره با افزایش تولید کلروفیل
  • افزایش تشکیل دانه در لگوم ها
  • کمک به تبدیل نیترات ها به پروتئین ها
  • تحریک تولید بذر و رشد زودهنگام
  • بخش جدایی ناپذیر اسیدهای آمینه خاص
  • کمک به تجزیه مواد آلی
  • بهبود ساختار خاک و افزایش نفوذ آب
آمونیوم سولفات
مقالات سولفات مس