Íon de amônio (NH4 +): Fórmula, propriedades e usos

O íon amônio é um cátion poliatômico com carga positiva cuja fórmula química é NH 4 + . A molécula não é plana, mas tem a forma de um tetraedro. Os quatro átomos de hidrogênio compõem os quatro cantos.

O nitrogênio amoniacal possui um par de elétrons não compartilhados capazes de aceitar um próton (base de Lewis), portanto o íon amônio é formado pela protonação do amônia conforme a reação: NH 3 + H + → NH 4 +

Íon de amônio (NH4 +): Fórmula, propriedades e usos 1

Figura 1: Estrutura do íon amônio.

A amônia também é dada a aminas substituídas ou cátions substituídos. Por exemplo, cloreto de metilamónio é um sal iónico de fórmula CH 3 NH 4 Cl em que o ião cloreto está ligado a um metilamina.

O íon amônio tem propriedades muito semelhantes aos metais alcalinos mais pesados ​​e é frequentemente considerado um parente próximo. Espera-se que o amônio se comporte como um metal a pressões muito altas, como em planetas gigantes de gás como Urano e Netuno.

O íon amônio desempenha um papel importante na síntese de proteínas no corpo humano. Em resumo, todos os seres vivos precisam de proteínas, que são compostas por cerca de 20 aminoácidos diferentes. Enquanto plantas e microorganismos podem sintetizar a maioria dos aminoácidos do nitrogênio na atmosfera, os animais não podem.

Para os seres humanos, alguns aminoácidos não podem ser sintetizados e devem ser consumidos como aminoácidos essenciais.

Outros aminoácidos, no entanto, podem ser sintetizados por microorganismos no trato gastrointestinal com a ajuda de íons de amônia.Assim, essa molécula é uma figura-chave no ciclo do nitrogênio e na síntese de proteínas.

Propriedades

Solubilidade e peso molecular

O íon amônio tem um peso molecular de 18.039 g / mol e uma solubilidade de 10,2 mg / ml de água (National Center for Biotechnology Information, 2017).Quando a amônia é dissolvida na água, o íon amônio é formado de acordo com a reação:

NH 3 + H 2 O → NH 4 + + OH

Isso aumenta a concentração de hidroxila no meio, aumentando o pH da solução (Royal Society of Chemistry, 2015).

Propriedades de base ácida

O íon amônio tem um pKb de 9,25. Isso significa que em pH acima desse valor, ele terá um comportamento ácido e, em pH mais baixo, terá um comportamento básico.

Por exemplo, ao dissolver amônia em ácido acético (pKa = 4,76), o par de elétrons sem nitrogênio retira um próton do meio aumentando a concentração de íons hidróxidos de acordo com a equação:

NH 3 + CH 3 COOH ⇌ NH 4 + + CH 3 COO

No entanto, na presença de uma base forte, como hidróxido de sódio (pKa = 14,93), o íon amônio produz um próton para o meio de acordo com a reação:

NH 4 + + NaOH ⇌ NH 3 + Na + + H 2 O

Concluindo, em pH menor que 9,25, o nitrogênio será protonado, enquanto em pH maior que esse valor, será desprotonado. Isso é da maior importância no entendimento das curvas de titulação e no comportamento de substâncias como aminoácidos.

Sais de amônio

Uma das propriedades mais características da amônia é sua capacidade de combinar diretamente com ácidos para formar sais de acordo com a reação:

NH 3 + HX → NH 4 X

Assim, com ácido clorídrico forma cloreto de amônio (NH 4 Cl); Com ácido nítrico, nitrato de amônio (NH 4 NO 3 ), com ácido carbônico, forma carbonato de amônio ((NH 4 ) 2 CO 3 ) etc.

Foi demonstrado que a amônia perfeitamente seca não será combinada com o ácido clorídrico perfeitamente seco, sendo a umidade necessária para causar a reação (VIAS Encyclopedia, 2004).

A maioria dos sais simples de amônio é muito solúvel em água. Uma exceção é o hexacloroplatinato de amônio, cuja formação é usada como teste de amônio. Os sais de nitrato de amônio e especialmente perclorato são altamente explosivos, nesses casos o amônio é o agente redutor.

Em um processo incomum, os íons de amônio formam uma amálgama. Tais espécies são preparadas por eletrólise de uma solução de amônio usando um cátodo de mercúrio. Esse amálgama se decompõe para liberar amônia e hidrogênio (Johnston, 2014).

Um dos sais de amônio mais comuns é o hidróxido de amônio, que é simplesmente amônia dissolvida em água. Este composto é muito comum e é encontrado naturalmente no ambiente (no ar, na água e no solo) e em todas as plantas e animais, incluindo seres humanos.

Usos

O amônio é uma importante fonte de nitrogênio para muitas espécies vegetais, especialmente aquelas que crescem em solos hipóxicos. No entanto, também é tóxico para a maioria das espécies de culturas e raramente é aplicado como a única fonte de nitrogênio (Database, Human Metabolome, 2017).

O nitrogênio (N), ligado às proteínas da biomassa morta, é consumido por microorganismos e convertido em íons amônio (NH4 +) que podem ser absorvidos diretamente pelas raízes das plantas (por exemplo, arroz).

Os íons de amônio são geralmente convertidos em íons nitrito (NO2-) pelas bactérias nitrosomonas, seguidos por uma segunda conversão em nitrato (NO3-) pelas bactérias Nitrobacter.

As três maiores fontes de nitrogênio usadas na agricultura são uréia, amônio e nitrato. A oxidação biológica do amônio em nitrato é conhecida como nitrificação. Esse processo considera várias etapas e é mediado por bactérias aeróbias autotróficas e obrigatórias.

Em solos inundados, a oxidação do NH4 + é restrita. A uréia é decomposta pela enzima urease ou hidrolisada quimicamente em amônia e CO2.

Na etapa de amonificação, a amônia é convertida por bactérias amonizantes no íon amônio (NH4 +). No próximo passo, o amônio é convertido por bactérias nitrificantes em nitrato (nitrificação).

Essa forma muito móvel de nitrogênio é a mais comumente absorvida pelas raízes das plantas, bem como pelos microorganismos no solo.

Para fechar o ciclo do nitrogênio, o nitrogênio gasoso na atmosfera é convertido em nitrogênio da biomassa pelas bactérias Rhizobium, que vivem nos tecidos radiculares das leguminosas (por exemplo, alfafa, ervilha e feijão) e leguminosas (como amieiro). e pelas cianobactérias e Azotobacter (Sposito, 2011).

Através do amônio (NH4 +), as plantas aquáticas podem absorver e incorporar nitrogênio em proteínas, aminoácidos e outras moléculas. Altas concentrações de amônio podem aumentar o crescimento de algas e plantas aquáticas.

O hidróxido de amônio e outros sais de amônio são amplamente utilizados no processamento de alimentos. Os regulamentos da Food and Drug Administration (FDA) afirmam que o hidróxido de amônio é seguro (“geralmente reconhecido como seguro” ou GRAS) como agente de levedura, agente de controle de pH e agente de acabamento Superficial em alimentos.

A lista de alimentos nos quais o hidróxido de amônio é usado como aditivo alimentar direto é extensa e inclui assados, queijos, chocolates, outros produtos de confeitaria (por exemplo, doces) e pudins. O hidróxido de amônio também é usado como agente antimicrobiano em produtos à base de carne.

A amônia em outras formas (por exemplo, sulfato de amônio, alginato de amônio) é usada em condimentos, isolados de proteínas de soja, lanches, geléias e geleias e bebidas não alcoólicas (associação de nitrato de potássio e PNA, 2016).

A medição de amônio é usada no teste RAMBO, particularmente útil no diagnóstico da causa de uma acidose (ID do teste: RAMBO Ammonium, Random, Urine, SF). O rim regula a excreção ácida e o equilíbrio da base de ácido sistêmico.

Alterar a quantidade de amônio na urina é uma maneira importante para os rins realizarem essa tarefa. Medir o nível de amônio na urina pode fornecer uma compreensão da causa de uma alteração no equilíbrio da base ácida nos pacientes.

O nível de amônio na urina também pode fornecer muitas informações sobre a produção diária de ácido em um determinado paciente. Como a maior parte da carga ácida de um indivíduo vem de proteínas ingeridas, a quantidade de amônio na urina é um bom indicador da ingestão de proteínas na dieta.

As medições de amônio na urina podem ser particularmente úteis para o diagnóstico e tratamento de pacientes com cálculos renais:

  • Altos níveis de amônio na urina e um baixo pH urinário sugerem perdas gastrointestinais contínuas. Esses pacientes correm risco de cálculos de ácido úrico e oxalato de cálcio.
  • Alguma urina de amônio e pH alto da urina sugerem acidose tubular renal. Esses pacientes estão em risco de cálculos de fosfato de cálcio.
  • Pacientes com cálculos de oxalato de cálcio e fosfato de cálcio são frequentemente tratados com citrato para aumentar o citrato de urina (um inibidor natural do oxalato de cálcio e o crescimento do cristal de fosfato de cálcio).

No entanto, como o citrato é metabolizado em bicarbonato (uma base), esse medicamento também pode aumentar o pH da urina. Se o pH da urina for muito alto com o tratamento com citrato, o risco de cálculos de fosfato de cálcio pode aumentar involuntariamente.

O monitoramento da urina de amônio é uma maneira de titular a dose de citrato e evitar esse problema. Uma boa dose de citrato inicial é aproximadamente metade da excreção de amônio na urina (em mEq de cada).

O efeito desta dose nos valores de pH de amônio, citrato e urina pode ser monitorado e a dose de citrato pode ser ajustada com base na resposta. Uma queda na urina de amônio deve indicar se o citrato atual é suficiente para compensar parcialmente (mas não completamente) a carga diária de ácido daquele paciente.

Referências

  1. Banco de Dados, Metaboloma Humano. (2 de março de 2017). Mostrando metabocard para amônio. Recuperado de: hmdb.ca.
  2. Johnston, FJ (2014). Sal de amônio recuperado de accessscience: accessscience.com.
  3. Centro Nacional de Informação Biotecnológica. (25 de fevereiro de 2017). Banco de Dados Composto PubChem; CID = 16741146. Recuperado de PubChem.
  4. Associação de nitrato de potássio PNA. (2016). Nitrato (NO3-) versus amônio (NH4 +). recuperado do kno3.org.
  5. Sociedade Real de Química. (2015). Íon amônio Recuperado de chemspider: chemspider.com.
  6. Sposito, G. (2011, 2 de setembro). Solo Recuperado da enciclopédia britannica: britannica.com.
  7. ID do teste: RAMBO Amônio, Aleatório, Urina. (SF). Recuperado de encyclopediamayomedicallaboratorie.com.
  8. Enciclopédia VIAS. (22 de dezembro de 2004). Sais de amônio Recuperado da enciclopédia vias.org.

Deixe um comentário

Este site usa cookies para lhe proporcionar a melhor experiência de usuário. política de cookies, clique no link para obter mais informações.

ACEPTAR
Aviso de cookies