Амониев ацетат, химикал Съединение с CAS номер 631-61-8, стои като крайъгълен камък в различни индустриални и лабораторни приложения. От критичната си роля като a буфер в HPLC към функцията му като Регулатор на киселинността в храната, това амониева сол е невероятно гъвкав. В тази статия ще изследваме дълбочината на това хигроскопично твърдо вещество, разглеждайки своята синтез, химични свойстваи широката гама от приложения, които го правят незаменим. Независимо дали сте химик, служител по доставките или просто сте любопитни за неорганичната химия, разбирането на използване на амониев ацетат заслужава вашето време. Ще се потопим дълбоко в това как това реагент улеснява масспектрометрия, помага в Екстракция на ДНК, и служи като жизненоважен компонент в органичен синтез.
Какво точно е амониев ацетат (CAS 631-61-8)?
Амониев ацетат е a Химическо съединение с формула NH₄CH3CO₂. В идеалния случай той представлява сол на слаба киселина (оцетна киселина) и а слаба основа (амоняк). Тази уникална комбинация му придава отличителни характеристики, които са високо ценени в химията. За разлика от силните соли като сулфат или съединения на основата на хлорид, амониев ацетат заема неутрална земя, често се използва, когато се изисква неразрушителна, нежна йонна среда. The CAS 631-61-8 идентификатор се отнася специално за това ацетатна сол в чист вид.
Физически, амониевият ацетат е бял, кристално твърдо вещество. Известно е, че е a хигроскопично твърдо вещество, което означава, че лесно абсорбира влагата от въздуха. Ако оставите буркан от амониев ацетат отворен, може да откриете, че се слепва или се превръща в киша с времето. Поради това правилното съхранение в суха среда е от съществено значение. Това е високо Разтворим във вода, създавайки разтвор на амониев ацетат това е фундаментално за много процеси, базирани на течности в лабораторията.
В света на търговията и индустрията, амониев ацетат често се търгува и използва като продукт с висока чистота реагент. Тъй като е съставен от ацетат и амоний йони, той се разлага относително лесно при нагряване, което е свойство, което го отличава от стабилни соли като Натриев ацетат. Тази термична нестабилност всъщност е предимство в специфични аналитични техники, предотвратяващи натрупването на остатъци в чувствително оборудване.
Как се постига синтеза на амониев ацетат?
The синтез на амониев ацетат е класическа киселинно-алкална реакция. Основно е произведени от неутрализацията на оцетна киселина с амоняк. Този процес може да се извърши с различни концентрации, но най-често срещаният промишлен метод включва насищане ледена оцетна киселина с амоняк. Ледена оцетна киселина е безводна, концентрирана форма на оцетна киселина. Кога амоняк през него се пуска газ, реакция на амоняк и оцетна киселина дава твърдото вещество амониев ацетат.
Друг метод за препарат от амониев ацетат включва реакцията на оцетна киселина с амониев карбонат. В този сценарий оцетна киселина реагира с карбоната, освобождавайки въглероден диоксид и вода, докато образува ацетат. Този метод често се използва при работа с газове амоняк не е осъществимо или когато твърдо вещество амоний източникът е за предпочитане. Химичното уравнение най-общо изглежда така: $2 CH_3COOH + (NH_4)_2CO_3 \rightarrow 2 NH_4CH_3COO + H_2O + CO_2$.
Възможно е също така да се синтезира чрез смесване ледена оцетна киселина с амоняк в ан воден разтвор, въпреки че изваждането на твърдия кристал изисква изпаряване на водата, което може да бъде трудно поради склонността на съединението да губи амоняк при нагряване. Поради това е необходим внимателен контрол на температурата и pH по време на синтез за да се гарантира, че крайният продукт е чист амониев ацетат. Това реакция на амоняк и оцетна киселина компоненти е от основно значение за производството на ацетат необходими за глобалните пазари.
Какви са ключовите химични свойства на това съединение?
Разбиране на химични свойства на амониев ацетат е от решаващо значение за ефективното му приложение. Както споменахме, той произлиза от a слаба киселина и слаба база. Това го прави отличен кандидат за създаване на a буферен разтвор. Ан ацетатен буфер направени с амониев ацетат действа ефективно в киселинния диапазон, като спомага за стабилизирането на pH на реакционната смес. Тъй като както катионът (амониев), така и анионът (ацетат) може да хидролизира, рН на чисто разтвор на амониев ацетат е приблизително неутрален, обикновено около pH 7,0, въпреки че това може да се промени в зависимост от концентрацията.
Един от най-определящите химични свойства е, че е така летливи при ниско налягане. Това е различно от натриев ацетат или Калиев ацетат, които оставят твърди остатъци, когато разтворителите се изпарят. Кога амониев ацетат се нагрява или се поставя под вакуум, той се дисоциира обратно в амоняк и оцетна киселина (или оцетна киселина с амоняк пара), оставяйки почти никакви следи след себе си. Това свойство е „магическият трик“, който го прави толкова популярен в аналитичната химия.
Относно разтворимост, амониев ацетат е невероятно гъвкав. Ще стане разтваря се лесно във вода, метанол и етанол. Това високо разтворимост позволява да се използва в различни подвижни фази за хроматография. Въпреки това, той е по-малко стабилен от Амониев сулфат; ако е изложено на топлина твърде дълго, то губи амоняк и става киселинно.
Защо амониевият ацетат е критичен в HPLC и масспектрометрията?
В областта на аналитичната химия, особено високо-Ефективна течна хроматография (HPLC) и HPLC съчетано с масспектрометрия (LC-MS), амониев ацетат е суперзвезда. Това е широко използвани за създаване на буфер за подвижни фази. А буфер за подвижни фази помага за поддържане на рН на разтворителя, докато се движи през колоната, като гарантира, че анализираните съединения (аналитите) остават в постоянно състояние на йонизация. Това води до по-остри пикове и по-точни данни.
Истинската причина амониев ацетат блести в LC-MS е неговата летливост. Кога подготовка на проби за масспектрометрия, учените трябва да избягват нелетливи соли при приготвяне на проби. Традиционните фосфатни буфери, макар и ефективни, са твърди соли, които ще запушат деликатния източник на прием на масспектрометър. Амониев ацетат, като летливи при ниско налягане, сублимира и изчезва. Той осигурява необходимата йонна сила и буферен капацитет в течната фаза, но изчезва в газовата фаза на детектора.
Соли, които са били използвани в миналото, като фосфатите или сулфатите, сега са до голяма степен заменени с амониев ацетат или Амоний формат в тези приложения. Също така е съвместим с фази за HPLC с ELSD (Evaporative Light Scattering Detector), друга техника, която изисква летливи буфери. The ацетат ion улеснява йонизацията на различни молекули, което го прави стандарт реагент за анализ на различни съединения вариращи от лекарства до протеини.
Как се извършва подготовката на амониев ацетат в лабораторията?
Докато мнозина го купуват предварително смесен, знаейки как да създайте буферен разтвор е стандартно лабораторно умение. Приготвяне на амониев ацетат в лабораторията обикновено включва разтваряне на кристалното твърдо вещество във вода с висока чистота. Например, ако вие трябва да направите 10m амоний изходен разтвор на ацетат (който е много концентриран), бихте претеглили значително количество от хигроскопично твърдо вещество и разтваря се го внимателно.
Въпреки това, тъй като е хигроскопично, претеглянето му може да бъде неточно, ако е абсорбирало вода. Понякога химиците предпочитат да направят буфер in situ чрез смесване оцетна киселина и амоняк (или амониев хидроксид) разтвори, докато се достигне желаното pH. Ако вие изчисли необходимата сума за конкретна моларност, винаги отчитайте теглото на водата, ако твърдото вещество се е слепнало.
Да приемем, че имате нужда от определен обем. Може да изчислите необходимо количество за 70 мл или сумата необходими за 70 ml разтвор на определена моларност. Бихте разтворили амониев ацетат в малко по-малко вода, коригирайте pH с помощта на оцетна киселина или амоняк, и след това допълнете до крайния обем. Това гарантира вашето ацетатен буфер е точен. След това този разтвор често се филтрира, за да се отстранят всички частици, преди да се използва като реагент в чувствителни инструменти.
Амониевият ацетат използва ли се като хранителна добавка?
Да, изненадващо за някои, амониев ацетат е използва се като хранителна добавка. В хранително-вкусовата промишленост служи предимно като Регулатор на киселинността. Той е посочен под E номер E264 в Европа (въпреки че статусът на одобрение варира според региона, така че винаги проверявайте местните разпоредби). Ролята му като добавка като регулатор на киселинността помага да се контролира рН на преработените храни, предотвратявайки ги да станат твърде киселинни или твърде алкални, което може да повлияе на вкуса и консервирането.
Въпреки че не е толкова вездесъщ, колкото лимонена киселина или натриев ацетат, използва се амониев ацетат в специфични храна приложения, при които се изисква буфериращ агент, който не добавя солен вкус (както би натриевият хлорид). Като цяло се счита за безопасно в количествата използвани като храна съставка. The ацетат компонентът се метаболизира естествено от тялото и амоний се обработва от черния дроб.
The използване на амониев ацетат в храната демонстрира профила на безопасност на съединението, когато се борави правилно. Действа подобно на това как оцет (оцетна киселина) работи, но с по-неутрален pH профил поради амоний противойон. Дали използва се като хранителна добавка или в индустриалния синтез, фундаменталната химия на ацетат групата остава последователен активен фактор.
Каква роля играе в реакциите на органичния синтез?
Амониев ацетат е фаворит реагент за органични химици. Той се използва широко като източник на амоняк в реакции, защото е по-лесен за работа от газообразния амоняк. Едно от най-известните му приложения е като a катализатор в кондензацията на Knoevenagel. В Knoevenagel реакция, амониев ацетат спомага за улесняване на свързването на алдехид или кетон с активно водородно съединение. The ацетат действа като мека основа за депротониране на активния водород, докато амоний може да активира карбонилната група.
Друго основно приложение е в Борч реакция. The Реакция на Борх е редукционен процес на аминиране. тук, амониев ацетат служи като източник на амоняк за превръщане на кетон или алдехид в амин. The амоняк в реакцията на Борх реагира с карбонила, за да образува имин, който след това се редуцира до амин. Това е стандартен метод за синтезиране на фармацевтични междинни продукти.
Освен това, амониев ацетат се използва в синтеза на имидазоли, оксазоли и други хетероциклични съединения. Той осигурява както азота (от амоний) и буферния капацитет (от ацетат), необходими за тези сложни реакции за образуване на пръстен. В много случаи, амониев ацетат в чист вид формата е за предпочитане пред амониев хлорид или сулфат тъй като ацетат страничният продукт е по-малко пречещ или по-лесен за отстраняване.
Как се използва в анализа на почвата и селското стопанство?
В селскостопанския сектор, амониев ацетат играе жизненоважна роля при анализа на почвеното плодородие. По-конкретно, той се използва за определяне на наличния калий (K) в почвата. Методът включва използването на неутрален разтвор на амониев ацетат за извличане на калиеви йони от почвени проби. The амоний йонът действа като a заместващ катион за калий върху глинестите частици на почвата.
Тъй като амоний йонът (NH₄⁺) и калиевият йон (K⁺) имат подобни размери и заряди, амоний може физически да измести калия, свързан с почвата. След като калият се освободи в разтвора, учените могат да го измерят, за да определят от какво количество тор се нуждае фермерът. Този процес разчита на почва, в която има амоний йонът действа като заместител агент.
Този метод на екстракция е стандарт в почвознанието. Помага при определяне на „капацитета за обмен на катиони“ (CEC) на почвата. Докато съществуват други екстрагенти, амониев ацетат е за предпочитане, защото симулира естественото освобождаване на хранителни вещества доста добре и буферира почвения екстракт до неутрално рН (обикновено рН 7,0). Това предотвратява киселинното разтваряне на минерали, които не биха били естествено достъпни за растенията.
Какво ще кажете за молекулярната биология и извличането на ДНК?
В царството на молекулярна биология, амониев ацетат е доверен инструмент за Пречистване на ДНК и РНК. След като учените разбиват клетки, за да получат достъп до генетичен материал, те често използват амониев ацетат за утаяване на протеини и отстраняване на замърсители. Той е особено полезен, защото инхибира съвместното утаяване на dNTPs (градивните елементи на ДНК) и някои олигозахариди.
Когато се използва за Екстракция на ДНК, висока концентрация на амониев ацетат се добавя към пробата. Това помага да се "осолят" протеините, което ги прави неразтворими, така че да могат да се центрофугират в центрофуга. ДНК остава в течността. По-късно към течността се добавя етанол, за да се утаи ДНК. Амониев ацетат често се предпочита пред натриев ацетат в тази стъпка, когато ДНК ще се използва за ензимни реакции (като смилане от рестрикционни ензими), защото амоний йонът е по-малко вероятно да инхибира тези ензими, отколкото натриевите или калиевите йони.
Също така е използвани за замяна на клетъчни буфери в определени протоколи. Мекият характер на ацетат и амоний йони го прави нежен към деликатните нишки на ДНК и РНК. Това приложение подчертава гъвкавостта на амониев ацетат: от тона индустриални реагент до микролитри в епруветка за генетични изследвания, полезността му е огромна.
Как се сравнява с други соли като амониев формиат?
При избора на a буфер или реагент, химиците често избират между амониев ацетат и Амоний формат. И двете са летливи соли, използвани в LC-MS, но имат разлики. Амониев формиат е солта на мравчена киселина, която е по силна киселина от оцетна киселина. Следователно, амониев формиат буферите са по-добри за по-нисък диапазон на pH (около pH 3-4), докато амониев ацетат е по-добре за малко по-висок диапазон (pH 4-6).
Ако имате нужда от буферен разтвор което е малко по-кисело, може да склоните към мравчена киселина и неговата сол. обаче оцетна киселина и амониев ацетат често са по-евтини и достатъчно ефективни за общи широкоспектърни анализи.
В сравнение с натриев ацетат, амониев ацетат има предимството на променливостта. Ако изпълнявате процес, при който трябва да се отървете от солта след това, амониев ацетат е победител. Ако имате нужда от стабилна сол, която остава на място, натриев ацетат е по-добре. По отношение на разтворимост, и двете са силно разтворими, но амоний солта обикновено е по-хигроскопична.
Друго сравнение е с Амониев сулфат. Сулфат е нелетлива, силна сол. Той е страхотен за утаяване на протеини (осоляване), но е ужасен за масспектрометрия, защото задръства машината. следователно соли, които са били използвани исторически като сулфат се заменят от ацетат в модерни аналитични лаборатории.
Време на публикуване: 20 ноември-2025 г
