Сульфат аммония: свойства, получение и практическая ценность соединения

Свойства, получение и практическая ценность соединения

Кристаллическое вещество с формулой (NH₄)₂SO₄ объединяет в себе остаток серной кислоты и катионы аммония. В химической литературе его встречают под разными именами - «аммоний сульфат» либо «сернокислый аммоний». Соль лишена цвета, набор её свойств оказался на редкость удачным, и именно поэтому агрономы ценят её как надёжный источник азота для растений. Ниже мы поочерёдно разберём характеристики соединения, промышленные маршруты его выпуска, правила безопасного обращения и внушительный перечень отраслей, где оно нашло себе место.

Характеристики вещества

Начнём знакомство с измеримых показателей. Физические параметры соли компактнее всего представить таблицей.

Химическое поведение соединения тоже вполне предсказуемо. Водный раствор реагирует кисло - его pH опускается ниже 7. При встрече с основаниями соль отдаёт аммиак, а параллельно рождается сульфат соответствующего металла. Нагрев до 280 °C запускает распад: молекула разлагается на аммиак, серную кислоту и воду.

Технологии получения

Промышленность освоила сразу несколько путей выработки сернокислого аммония, и каждый опирается на собственное сырьё. Перечислим ключевые методики:

1. Полупрямой способ, широко принятый в коксохимии: соль извлекают из коксового газа - попутного потока при выпуске кокса.
2. Переработка отходов производства капролактама через цепочку сложных реакций - вариант, который отличается сравнительно низкой себестоимостью.
3. Очистка технической серной кислоты.
4. Улавливание из дымовых газов ТЭЦ и предприятий сернокислотного профиля.

Когда продукт предназначен для медицины или пищевой отрасли, применяют две схемы получения чистой соли. Первая - двухступенчатая обработка серной кислоты азотом и водородом. Вторая - электролитическое окисление серной кислоты вместе с концентрированным аммиаком. Помимо перечисленного, существуют и лабораторные приёмы, позволяющие выделить сернокислый аммоний вовсе без примесей.

Правила безопасного обращения

Работать с солью удобно в двух формах - как с сухим порошком, так и в виде раствора. Однако без осторожности здесь не обойтись. Вдыхание паров оборачивается сильным раздражением дыхательных путей. Проглатывание бьёт по желудочно-кишечному тракту, вызывая тошноту и рвоту. Контакт с кожей или глазами способен спровоцировать аллергию с покраснением.

Отсюда вытекают требования к организации работ:

• проводить операции только в проветриваемых помещениях;
• защищать лицо очками и масками;
• надевать сапоги, перчатки, фартук либо комбинезон из непроницаемого материала;
• строго держаться инструкций по обращению с реактивом;
• хранить соль в сухом, прохладном и вентилируемом месте, изолированно от щелочных веществ.

Где применяется сульфат аммония

География использования соли простирается от животноводческих ферм до машиностроительных цехов. Пройдёмся по главным направлениям.

Сельское хозяйство

Прежде всего это ценное удобрение, снабжающее посевы азотом. Данный элемент входит в число базовых питательных веществ для любой зелёной культуры: без него невозможны нормальный рост, синтез белка и прочих органических соединений, а значит, и высокая урожайность. Соль вносят и самостоятельно, и в составе комплексных смесей, где к ней добавлены фосфор с калием. Точная дозировка поднимает продуктивность полей и садов, попутно улучшая водопроницаемость почвы, укрепляя её структуру и корневую систему растений. Хлор в удобрении отсутствует, поэтому оно безопасно для самых разных культур. Стоит помнить об оборотной стороне: избыток вещества подкисляет грунт, так что нормы производителя нужно соблюдать неукоснительно.

Животноводство

В этой сфере соль работает кормовой добавкой, поднимающей долю протеина. Введённая в силос, она поддерживает обмен веществ, налаживает метаболизм и ускоряет набор массы у крупного рогатого скота - приём особенно востребован при откорме жвачных. Рыбоводческие хозяйства подмешивают вещество в сухой корм, стимулируя быстрый рост обитателей водоёмов. Бройлерам диетический сульфат аммония вводят в рацион начиная с четырёхнедельного возраста.

Пищевая промышленность

Соль, выпущенная по ГОСТ 9097-82, служит безопасной пищевой добавкой E517, выполняющей роль регулятора кислотности и эмульгатора. Применение вещества в пищевой отрасли и медицине регулирует ГОСТ 10873-73. В хлебопечении добавка подпитывает дрожжевые культуры и усиливает их бродильную активность: E517 формирует воздушный мякиш и наращивает объём готового изделия. Тот же компонент задействуют в производстве спирта - для антисептирования и в качестве катализатора для дрожжей.

Медицина

Здесь сернокислый аммоний входит в препараты, повышающие свёртываемость крови, а также участвует в изготовлении вакцин против дифтерии, столбняка и коклюша.

Водоснабжение

Соль выступает реагентом при комплексной очистке питьевой воды, позволяя урезать долю жидкого хлора вдвое - на 50%. Меньше хлора - меньше отравлений среди населения и меньше вредных хлорорганических соединений, что важно и для экологии, и для здоровья. Содержание подобных реагентов строго контролирует Роспотребнадзор. Хотя E517 убирает хлор из водопроводной воды, пить её без тщательной очистки или кипячения нельзя.

Пожаротушение

Вещество входит в состав порошковых огнетушителей и других противопожарных средств. Порошок на его основе гасит очаг любого типа, включая горящие электроустановки. Роль добавки E517 как антипирена лишний раз доказывает её надёжность и безопасность в экстремальной обстановке.

Прочие отрасли

Список сфер этим не исчерпывается. Соль участвует в выпуске пластмасс, бумаги, текстиля, резиновых изделий, красителей, синтетических вискозных волокон, а также в выделке кожи и изготовлении строительных изоляционных материалов. Она способна служить сырьём для азотной кислоты, аммиака и иных химических соединений. Отдельно стоит упомянуть биологическую и токсикологическую химию: там сернокислый аммоний применяют для очистки белков, освобождая их от загрязнений и примесей ради более высокого качества.