암모늄 NH4+란 무엇입니까?
암모늄 이온(NH4+)은 하나의 질소 원자와 4개의 수소 원자로 구성된 양전하를 띤 다원자 이온입니다. 비료와 유기 화합물에서 흔히 발견됩니다.
| IUPAC 이름 | 아자늄 |
| 분자식 | NH4+ |
| CAS 번호 | 14798-03-9 |
| 동의어 | 암모늄 양이온, 테트라히드로질소(1+), 아미노늄, 아자늄, 질소수소화물 양이온, 수소질소, 질소 이온 |
| 인치 | InChI=1S/H3N/h1H3/p+1 |
참고: InChI는 단일 이온화된 수소를 포함하는 가장 간단한 형태의 암모늄 이온에 관한 것입니다. 실제 InChI는 암모늄 이온의 화학적 환경에 따라 달라질 수 있습니다.
암모늄 공식
암모늄 이온의 공식은 NH4+입니다. 이는 하나의 질소 원자와 4개의 수소 원자로 구성된 다원자 양이온입니다. 암모늄 이온은 암모니아(NH3)와 수소 이온(H+)의 양성자화에 의해 형성됩니다. 암모늄 이온은 비료, 의약품, 폭발물을 포함한 무기 및 유기 화합물의 일반적인 양이온입니다.
암모늄 양이온
NH4+라고도 알려진 암모늄 양이온은 하나의 질소 원자와 4개의 수소 원자로 구성된 양전하를 띤 다원자 이온입니다. 암모니아(NH3)가 산으로부터 양성자(H+)를 받아들여 암모늄염이 형성될 때 형성됩니다.
몰 질량 of 암모늄 이온
암모늄 이온(NH4+)의 몰 질량은 18.04 g/mol입니다. 이 값은 질소 원자 1개(14.01g/mol)와 수소 원자 4개(각각 1.01g/mol)의 원자 질량을 더하여 계산됩니다. 몰 질량은 암모늄 이온의 중요한 특성입니다. 왜냐하면 질량을 몰로 또는 그 반대로 변환할 수 있기 때문입니다. 이는 화학 반응에 필요한 반응물의 양을 결정하는 등 많은 화학 계산에 유용합니다.
암모늄 이온의 끓는점
암모늄 이온은 일반적으로 염화암모늄(NH4Cl)과 같은 염에서 발견되기 때문에 자체 끓는점이 없습니다. 대신 염화암모늄의 끓는점은 520℃로 암모늄 이온과 염화물 이온 사이의 이온 결합 강도, 암모늄 이온의 크기와 모양 등 다양한 요인에 의해 영향을 받는다.
암모늄 이온의 녹는점
끓는점과 마찬가지로 암모늄 이온은 순수한 형태로 존재하는 물질이 아니기 때문에 녹는점이 없습니다. 그러나 질산암모늄(NH4NO3)과 같은 암모늄 이온을 함유한 염의 녹는점은 169.6°C입니다. 질산암모늄의 녹는점은 암모늄 이온과 질산염 이온 사이의 이온 결합 강도와 화합물의 결정 구조에 의해 영향을 받습니다.
암모늄 이온 밀도 g/ml
암모늄 이온(NH4+)의 밀도는 다원자 이온이고 별도의 실체로 존재하지 않기 때문에 적용할 수 없습니다. 그러나 황산암모늄(NH4)2SO4와 같은 암모늄 이온을 함유한 염은 실온에서 밀도가 1.77g/cm3입니다. 암모늄 이온을 함유한 염의 밀도는 이온의 크기와 모양, 이온 결합의 강도, 화합물의 결정 구조 등 다양한 요인의 영향을 받습니다.
암모늄 이온의 분자량
암모늄 이온(NH4+)의 분자량은 18.04g/mol이며, 이는 질소 원자 1개와 수소 원자 4개의 원자 질량을 더하여 계산됩니다. 분자량은 암모늄 이온의 중요한 특성입니다. 왜냐하면 질량을 몰로 또는 그 반대로 변환할 수 있기 때문입니다. 이는 화학 반응에 필요한 반응물의 양을 결정하는 등 많은 화학 계산에 유용합니다.
암모늄 이온의 구조
암모늄 이온(NH4+)은 중앙에 1개의 질소 원자가 있고 4면체의 모서리에 4개의 수소 원자가 있는 4면체 분자 구조를 가지고 있습니다. 질소 원자는 +1의 양전하를 갖고, 각 수소 원자는 -1의 형식 전하를 가집니다. 암모늄 이온은 암모니아(NH3)와 수소 이온(H+)의 양성자화에 의해 형성된 다원자 양이온입니다. 암모늄 이온은 비료, 의약품, 폭발물을 포함한 무기 및 유기 화합물의 일반적인 양이온입니다.
| 모습 | 백색 또는 무색의 결정성 고체가스 |
| 비중 | 해당 없음(다원자 이온) |
| 색상 | 무색 |
| 냄새가 나다 | 냄새 없는 |
| 몰 질량 | 18.04g/몰 |
| 밀도 | 해당 없음(다원자 이온), 염분 밀도는 다양함(예: 황산암모늄의 경우 1.77g/cm3) |
| 융합점 | 해당 없음(다원자 이온), 염의 녹는점은 다양함(예: 질산암모늄의 경우 169.6°C) |
| 비점 | 해당 없음(다원자 이온), 염의 끓는점은 다양함(예: 염화암모늄의 경우 520°C) |
| 플래시 도트 | 해당 없음(다원자 이온) |
| 물에 대한 용해도 | 물에 매우 잘 녹음(완전히 섞임) |
| 용해도 | 알코올 및 액체 암모니아에 용해됨 |
| 증기압 | 해당 없음(다원자 이온) |
| 증기 밀도 | 해당 없음(다원자 이온) |
| pKa | 9.25 (공액산, 암모늄 양이온) |
| pH | 수용액 중 7(중성) |
참고: 표에 제시된 값은 암모늄 이온의 화학적 형태와 특정 조건에 따라 달라질 수 있습니다.
암모늄 이온의 안전성과 위험성
순수한 형태의 암모늄 이온은 일반적으로 안전하고 독성이 없는 것으로 간주됩니다. 그러나 많은 화학 화합물과 마찬가지로 암모늄 이온은 특히 부적절하게 취급하거나 사용할 경우 특정 위험과 위험을 초래할 수 있습니다. 암모늄 이온은 강염기나 강산과 반응할 때 독성 암모니아 가스를 방출할 수 있습니다. 또한 열이나 불꽃에 노출되면 화재 및 폭발 위험이 있을 수 있습니다. 또한, 고농도의 암모늄 이온 또는 그 유도체에 노출되면 눈, 피부 및 호흡기에 자극을 줄 수 있습니다. 잠재적인 위험을 피하기 위해 적절한 안전 프로토콜을 따르고 암모늄 이온 및 그 파생물을 주의해서 취급하는 것이 중요합니다.
| 위험 기호 | 순수한 암모늄 이온에는 지정되지 않음 |
| 보안 설명 | 삼키거나 흡입하거나 피부를 통해 흡수되면 유해합니다. 피부, 눈, 호흡기에 자극을 일으킵니다. 독성 암모니아 가스를 방출할 수 있습니다. 화재 및 폭발 위험이 있을 수 있습니다. |
| ID | 3077(암모늄염을 포함한 암모늄 화합물용) |
| HS 코드 | 2827.10.00 (염화암모늄, 탄산암모늄 및 기타 암모늄염용) |
| 위험 등급 | 암모늄 화합물의 경우 9(기타 위험 물질 및 물체), 수산화 암모늄 용액의 경우 8급(부식성 물질) |
| 포장그룹 | III(암모늄 화합물용) |
| 독성 | 일반적으로 순수한 형태에서는 무독성으로 간주되지만 독성 암모니아 가스를 방출할 수 있습니다. 암모늄 화합물 및 유도체는 특정 특성 및 용도에 따라 인간의 건강과 환경에 독성이 있거나 해로울 수 있습니다. |
암모늄 이온의 합성 방법
암모늄 이온은 화학 반응과 생물학적 과정을 포함한 다양한 방법을 사용하여 합성될 수 있습니다.
암모늄 이온을 합성하는 일반적인 방법은 암모니아 가스를 염산이나 황산과 같은 산과 반응시켜 암모늄염을 생성하는 것입니다. 이 반응에는 암모니아 분자가 산의 수소 이온(H+)을 치환하여 암모늄 양이온(NH4+)과 이에 상응하는 산의 음이온(예: 염화물, 황산염)이 형성되는 과정이 포함됩니다. 생성된 암모늄염은 정제 및 결정화되어 암모늄 이온을 얻을 수 있습니다.
미생물에 의한 유기물의 분해와 같은 생물학적 과정에서도 암모늄 이온이 형성될 수 있습니다. 이 과정에서 질소 함유 화합물은 박테리아 및 기타 미생물에 의해 분해되어 암모니아를 생성하고 결국에는 암모늄 이온을 생성합니다. 이 과정은 암모니아화로 알려져 있으며 질소 순환의 중요한 단계입니다.
암모늄 이온을 합성하는 또 다른 방법으로는 고압, 고온에서 촉매 존재 하에 질소 가스와 수소 가스를 반응시키는 하버-보쉬(Haber-Bosch) 공정이 있다. 생성된 암모니아 가스는 산과 반응하여 암모늄 이온을 생성할 수 있습니다.
암모늄 이온의 용도
암모늄 이온은 산업, 농업 및 실험실 환경에서 다양한 용도로 사용됩니다.
이는 주로 농업에서 비료로 작용하여 토양 pH를 낮추면서 식물에 쉽게 이용할 수 있는 질소를 제공하므로 광범위한 산업, 농업 및 실험실 환경에 사용됩니다.
화학 산업에서는 비료, 폭발물, 의약품 등 다양한 화합물 생산은 물론 항생제 및 기타 의약품 합성의 핵심 성분으로 암모늄 이온을 사용합니다. 암모늄 이온은 또한 질산암모늄 형태의 폭발물로도 기능합니다.
실험실에서 연구자들은 침전 반응 및 유기 합성과 같은 많은 화학 반응에서 반응물로 암모늄 이온을 사용하고 용액의 pH를 안정화시키는 완충제로 사용합니다.
또한 암모늄 이온은 박테리아와 곰팡이를 죽이는 능력으로 인해 가정용 청소 제품에 항균제로 사용됩니다.
암모늄 이온의 다양한 용도와 다양성으로 인해 다양한 산업 및 응용 분야에서 필수적인 화합물이 되었습니다.