碳酸氢铵是一种白色化合物,简称碳铵,化学式为NH4HCO3,呈粒状、板状或柱状结晶,有氨臭,是一种化学性质不稳定的物质,易受热分解为氨气、水和二氧化碳。分子量为79.055,理论含氮量是17.72%。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,主要用作食品工业中的
发泡剂。1957年,大连化学厂的工程技术人员利用石灰窑气与氨反应生产出碳酸氢铵。1958年,中国迫切需要发展化肥工业,由化工专家侯德榜成功开发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,减少了成本。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
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。
性质与稳定性
常温常压下稳定,避免氧化物 强酸接触,有热不稳定性,固体在60 ℃、水溶液在70 ℃则分解。
在水中的溶解度为14%(10 ℃),17.4%(20 ℃),21.3%(30 ℃)。其水溶液呈碱性,25 ℃时0.1 mol·L-1 溶液的pH值7.8。碳酸氢铵的化学性质不稳定,受热易分解。 热至约60 ℃时,分解为NH3 21.5%,CO2 55.7%,H2O 22.8%组成的白色烟雾。能被热水分解,属于吸热反应。在常压下有潮气存在时,36 ℃以上即开始缓慢分解,生成氨、二氧化碳和水。
贮存方法
1.保持容器密封,储存在阴凉,干燥的地方,储存于阴凉、干燥、通风的仓库内。切忌和NaOH或Ca(OH)2放在一起。
2.在储运过程中注意防潮、防雨、防曝晒。搬运时要轻搬轻放,防止包装破损。
3.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。
4.失火时,可喷水、喷雾或使用干粉、二氧化碳、泡沫灭火剂扑救。
理论数据
毒理学数据
1、急性毒性:小鼠静脉注射LC50:245 mg/kg;出现
呼吸困难,非功能衰退,抽搐。
接触后,可刺激皮肤、眼睛、黏膜;高浓度接触可引起暂时性失明、肺水肿和青紫,并可强烈伤害呼吸道黏膜,导致死亡。
生态学数据
该物质对环境可能有危害,对水体应给予特别注意。
分子结构数据
计算化学数据
应用领域
1、碳铵化肥应用广泛,具有速效、价廉、经济、不板结土壤等明显优点 :铵态氮无需转化,能被植物直接利用;以煤炭为原料生产碳铵时 , 比尿素等氮肥少排二氧化碳350 m3 以上,是一种环保型氮肥。除农业生产外,为了物尽其用,避免焚烧秸秆造成的环境污染,运用碳酸氢铵,有效地提高了秸秆转化酶解后还原糖与氮的利用率,对资源的循环利用具有重要的意义。用作化肥的碳氨,一般系无色细结晶,含水小于5%,含氮17%左右,有氨(NH3)、二氧化碳(CO2)和水汽(H2O)三个组分或碳、氢、氧、氮四个元素组成,都是植物的必要营养元素。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,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;
3、其受热后能分解完全,可用作食品高级发酵剂。碳酸氢铵代替明矾作为膨松剂,与
碳酸氢钠合用产气量大,可作面包、饼干、煎饼、油条等膨松剂的原料,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;
4、在医药行业,当碳酸氢铵加入10-羟基喜树碱(HPCT)中,使得具有LDPPS(多孔粉体)特性的 HPCT 雾滴(粒)分布比例为 51.6%,远高于普通粉雾剂中 7%-25% 的比例,改善了 DPIS(干粉吸入剂)的雾化和沉积,延长了药物在肺部的滞留时间,提高了 HPCT 对肺癌的疗效。
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、碳酸氢铵是一种比较廉价的沉淀剂,常被利用从稀土矿中提纯制取稀土碳酸盐,以及在工业上采用碳酸氢铵作沉淀剂制备稀土氧化物。
8、在生态治理方面,首先碳酸氢铵可用作膜渗透技术的汲取液,较之其他种类汲取液具有高截留率、低毒性、低能耗和低污染、性能佳等特点,处理后的污染物截留率在 98% 以上。具有较高的现实意义。其次碳酸氢铵具有增强重金属活性的能力,使用碳酸氢铵作为调控剂,可显著提高植物对污染土壤的净化且不会造成土壤结构毁坏、内部生物活性下降和土壤养分流失等后果。最后,碳酸氢铵可以分解成非离子氨,为龙须菜等藻类的生长提供氮,促进藻类的光合作用,具有增产的作用,与其它防除剂相比,碳酸氢铵具有价格低廉、减少环境污染的优点,适用于海产品污染生物的控制。
可见,碳酸氢铵的应用广泛,具有良好的市场前景。其技术创新产物长效碳铵的产生,也代表了其新工艺技术开发方向。
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,5 g/kg(以无脂可可计,按无水K2CO3计)。
施用禁忌:
(1)忌叶面喷施;
(2)忌干土施用;
(3)忌高温施用;
(4)忌与碱性肥料混施;
(5)忌与过磷酸钙混合后过夜使用;
(6)忌与尿素混施;
(8)忌与农药混放
(9)忌与种肥施用;
(10)忌表土施用;
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:
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
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2 g(准确至0.0002 g),置于已盛有1 mol/L硫酸溶液50 mL(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1 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至橙色。同时作
空白试验。
受热分解
碳酸氢铵受热分解:
注意事项
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。
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。
安全信息