ACÉTATE D'AMMONIUM: STRUCTURE, PROPRIÉTÉS, UTILISATIONS ET RISQUES - CHIMIE - 2024

L' acétate d'ammonium est un sel inorganique ayant la formule chimique NH ₄ CH ₃ COOH. Il est dérivé du mélange d'acide acétique, présent dans le vinaigre commercial à une concentration de 5%, et d'ammoniaque. Les deux substances de départ ont des odeurs caractéristiques, il est donc possible de se faire une idée de la raison pour laquelle ce sel sent le vinaigre-ammoniac.

Cependant, l'aspect le plus remarquable de ce sel n'est pas son odeur, mais son point de fusion bas. Il est si bas que dans n'importe quel laboratoire, il pourrait être obtenu dans sa version liquide, où les ions circulent librement pour transporter des charges électriques.

Cristaux d'acétate d'ammonium. Source: Vidak.

Par contre, l'acétate d'ammonium est déliquescent; c'est-à-dire qu'il absorbe l'eau ou l'humidité de l'environnement jusqu'à ce qu'il se dissolve complètement. C'est pourquoi, bien qu'à l'état anhydre ses cristaux soient blancs, ils deviennent rapidement brillants (comme ceux du bécher dans l'image ci-dessus).

Étant une source solide d'ammoniac, il doit être manipulé de manière à minimiser l'inhalation de ses vapeurs. Mais, malgré cette caractéristique négative, NH ₄ CH ₃ COOH est utile pour la préparation de solutions tampons qui conservent les aliments, en plus d'être un composant de certains solvants d'extraction de protéines.

Structure de l'acétate d'ammonium

Ions d'acétate d'ammonium. Source: CCoil

L'image ci-dessus montre les ions qui composent l'acétate d'ammonium dans un modèle de sphères et de barres. Sur la gauche se trouve le cation de la géométrie tétraédrique, NH ₄ ⁺, tandis que sur la droite se trouve l'anion moléculaire avec deux électrons délocalisés entre deux atomes d'oxygène, CH ₃ COO ^- (la ligne pointillée entre les sphères rouges).

Ainsi, les deux ions NH ₄ ⁺ et CH ₃ COO ^- sont maintenus ensemble par leur attraction électrostatique qui, avec les répulsions entre charges égales, finit par définir un cristal. Ce cristal d'acétate d'ammonium a une structure orthorhombique, qui pourrait être observée dans des échantillons microscopiques ou même de tailles visibles.

Non seulement la liaison ionique est importante pour ce sel, mais aussi les liaisons hydrogène. NH ₄ ⁺ peut donner jusqu'à quatre de ces ponts; c'est-à-dire que dans chacun des sommets de son tétraèdre se trouve un atome d'oxygène d'un CH ₃ COO ^- (H ₃ N ⁺ -H- OCOCH ₃) voisin.

En théorie, les forces à l'intérieur de vos cristaux devraient alors être très fortes; mais expérimentalement, c'est l'inverse qui se produit, puisqu'il ne fond qu'à 114 ° C. Par conséquent, les liaisons hydrogène ne compensent pas la faiblesse de sa liaison ionique, ni la faible énergie de réseau du cristal orthorhombique de NH ₄ CH ₃ COO.

Autres compositions et eau

On a dit à l'origine que l'acétate d'ammonium était préparé en mélangeant de l'acide acétique et de l'ammoniac. Par conséquent, le sel peut également être exprimé par: NH ₃ · CH ₃ COOH. Ainsi, en fonction de la composition, d'autres structures peuvent être obtenues: NH ₃ · 2CH ₃ COOH, ou NH ₃ · 5CH ₃ COOH, par exemple.

En outre, il a été mentionné qu'il absorbe un peu d'humidité. Ce faisant, il incorpore à ses cristaux des molécules d'eau qui s'hydrolysent pour donner NH ₃ ou CH ₃ COOH; et c'est pourquoi le sel dégage une odeur d'ammoniaque ou de vinaigre.

Propriétés

Apparence physique

Cristaux blancs déliquescents avec une odeur de vinaigre et d'ammoniaque.

Masse molaire

77,083 g / mol.

Densité

1,073 g / mL à 25 ° C

Point de fusion

114 ° C Cette valeur est considérablement inférieure à celle d'autres sels ou composés ioniques. De plus, il n'a pas de point d'ébullition en raison de la formation d'ammoniac, impliquant la décomposition du sel.

Solubilité

143 g / 100 mL à 20 ° C A noter son extraordinaire solubilité dans l'eau, qui démontre l'affinité ressentie par les molécules d'eau pour les ions NH ₄ ⁺ et CH ₃ COO ^-, en les hydratant dans des sphères aqueuses.

Sa solubilité n'est pas telle dans les solvants moins polaires. Par exemple, 7,89 g de NH ₄ CH ₃ COO sont dissous dans 100 mL de méthanol à 15 ° C.

Stabilité

Il est déliquescent, vous devez donc éviter de le stocker dans des espaces humides. De plus, en absorbant de l'eau, il libère de l'ammoniac et, par conséquent, il se décompose.

pKa

9.9.

Cette constante correspond à l'acidité de l'ion ammonium:

NH ₄ ⁺ + B <=> NH ₃ + HB

Où HB est un acide faible. Si la base B concerne l'eau, elle aura sa réaction d'hydrolyse:

NH ₄ ⁺ + H ₂ O <=> NH ₃ + H ₃ O ⁺

Dans lequel l'espèce H ₃ O ⁺ définit le pH de la solution.

D'autre part, l'acétate contribue également au pH:

CH ₃ COO ^- + H ₂ O <=> CH ₃ COOH + OH ^-

Ainsi, les deux espèces H ₃ O ⁺ et OH ^- sont neutralisées donnant un pH neutre de 7. Cependant, selon Pubchem, les solutions d'acétate d'ammonium hautement concentrées ont un pH acide; ce qui signifie que l'hydrolyse du NH ₄ ⁺ prédomine sur celle du CH ₃ COO ^-.

Enthalpie de formation standard

Δ _f H ₂₉₈ = -615 kJ / mol.

Applications

Analytique

Des solutions aqueuses d'acétate de sodium permettent de solubiliser les sulfates de plomb, de fer et de zinc et leur concentration peut ensuite être déterminée par spectroscopie d'absorption atomique.

Conducteur moyen

Comme il fond à basse température par rapport à d'autres sels, son liquide peut être utilisé pour conduire le courant électrique qui allume le circuit d'une ampoule.

Tampon

Il peut réguler les changements de pH dans les plages acides ou basiques, ce qui est utilisé pour maintenir un pH constant, par exemple dans les viandes, les chocolats, les fromages, les légumes ou d'autres produits alimentaires.

Sur la glace et les sols

C'est un sel relativement bon marché et biodégradable, utilisé pour dégivrer les routes gelées. De même, comme il s'agit d'une source d'azote soluble dans l'eau, il est utilisé à des fins agricoles pour déterminer les niveaux de potassium.

Agent précipitant

Ce sel est utilisé pour précipiter les protéines pour l'analyse chromatographique.

Médicament

L'acétate d'ammonium fonctionne comme un diurétique en médecine vétérinaire, et c'est également un sel nécessaire à la synthèse de l'insuline et de la pénicilline.

Des risques

Ensuite, et enfin, certains risques ou conséquences négatives causés par l'acétate d'ammonium sont énumérés:

- Il peut provoquer une légère irritation de la peau, mais sans y être absorbé.

- Lorsqu'il est ingéré, il provoque des maux d'estomac, de la diarrhée, une diurèse, de l'anxiété, un besoin accru d'uriner, des tremblements et d'autres symptômes liés à l'intoxication à l'ammoniaque, ainsi que des lésions hépatiques.

- Son inhalation irrite le nez, la gorge et les poumons.

Pour le reste, on ne sait pas s'il peut provoquer un cancer, et tout risque d'incendie éventuel lié à ce sel est exclu (du moins dans des conditions normales de stockage).

Références

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