אמוניום אצטט, כימיקל תִרכּוֹבֶת עם CAS מִספָּר 631-61-8, עומדת כאבן יסוד ביישומים תעשייתיים ומעבדתיים שונים. מתפקידה הקריטי בתור א בַּלָם ב HPLC לתפקידו כ- an רגולטור חומציות באוכל, זה מלח אמוניום הוא רב תכליתי להפליא. במאמר זה, נחקור את העומק של זה מוצק היגרוסקופי, בוחן את שלה סִינתֶזָה, תכונות כימיות, והמגוון הרחב של שימושים שהופכים אותו לבלתי הכרחי. בין אם אתה כימאי, קצין רכש, או סתם סקרן לגבי כימיה אי-אורגנית, מבין את שימוש באמוניום אצטט שווה את הזמן שלך. נצלול לעומק איך זה מגיב מקל ספקטרומטריית מסה, מסייע מיצוי DNA, ומשמש כמרכיב חיוני ב סינתזה אורגנית.
מהו בדיוק אמוניום אצטט (CAS 631-61-8)?
אמוניום אצטט הוא א תרכובת כימית עם הנוסחה NH₄CH₃CO₂. באופן אידיאלי, זה מייצג את מלח של חומצה חלשה (חומצה אצטית) וא בסיס חלש (אַמוֹנִיָה). שילוב ייחודי זה מעניק לו מאפיינים מובחנים המוערכים מאוד בכימיה. שלא כמו מלחים חזקים כמו סולפט או תרכובות מבוססות כלוריד, אמוניום אצטט תופסת קרקע ניטרלית, משמשת לעתים קרובות כאשר נדרשת סביבה יונית לא משבשת ועדינה. ה CAS 631-61-8 מזהה מתייחס לכך במיוחד מלח אצטט בצורתו הטהורה.
מבחינה פיזית, אמוניום אצטט הוא לבן, מוצק גבישי. ידוע שזה א מוצק היגרוסקופי, כלומר הוא סופג בקלות לחות מהאוויר. אם תשאירו צנצנת של אמוניום אצטט פתוח, אתה עלול למצוא את זה מתקבץ יחד או הופך לבלגן רפש עם הזמן. בגלל זה, אחסון נכון בסביבה יבשה הוא חיוני. זה מאוד מָסִיס במים, יצירת א תמיסת אמוניום אצטט זה מהותי לתהליכים רבים המבוססים על נוזלים במעבדה.
בעולם המסחר והתעשייה, אמוניום אצטט נסחר לעתים קרובות ומשמש כטוהר גבוה מגיב. כי הוא מורכב מ אצטט ואמוניום יונים, הוא מתפרק בקלות יחסית בחימום, וזה תכונה שמבדילה אותו ממלחים יציבים כמו נתרן אצטט. חוסר יציבות תרמית זו מהווה למעשה יתרון בטכניקות אנליטיות ספציפיות, המונעת הצטברות של שאריות בציוד רגיש.
כיצד מושגת הסינתזה של אמוניום אצטט?
THE סִינתֶזָה שֶׁל אמוניום אצטט היא תגובה קלאסית של חומצה-בסיס. זה בעיקר שנוצר על ידי הנטרול שֶׁל חומצה אצטית עִם אַמוֹנִיָה. תהליך זה יכול להיעשות באמצעות ריכוזים משתנים, אך השיטה התעשייתית הנפוצה ביותר כוללת הרוויה חומצה אצטית קרחונית עִם אַמוֹנִיָה. חומצה אצטית קרחונית הוא הצורה המרוכזת נטולת המים של חומצה אצטיתו כַּאֲשֵׁר אַמוֹנִיָה גז מבעבע דרכו, ה תגובה של אמוניה וכן חומצה אצטית מניב את המוצק אמוניום אצטט.
שיטה נוספת עבור תכשיר אמוניום אצטט כרוך בתגובה של חומצה אצטית עם אמוניום קרבונט. בתרחיש זה, חומצה אצטית מגיב עם הקרבונט, משחרר פחמן דו חמצני ומים תוך יצירת אֲצֵטַט. שיטה זו משמשת לעתים קרובות בעת טיפול בגז אַמוֹנִיָה אינו ריאלי או כאשר מוצק אמוניום המקור עדיף. המשוואה הכימית נראית בדרך כלל כך: $2 CH_3COOH + (NH_4)_2CO_3 \rightarrow 2 NH_4CH_3COO + H_2O + CO_2$.
אפשר גם לסנתז אותו על ידי ערבוב חומצה אצטית קרחונית עם אמוניה ב- תמיסה מימית, אם כי הוצאת הגביש המוצק מצריכה אידוי של המים, דבר שעלול להיות מסובך בגלל הנטייה של התרכובת לאבד אַמוֹנִיָה עם חימום. לכן, נדרשת שליטה זהירה בטמפרטורה וב-pH במהלך סִינתֶזָה כדי להבטיח שהמוצר הסופי טהור אמוניום אצטטו זֶה תגובה של אמוניה ואצית רכיבים הוא הבסיסי לייצור אֲצֵטַט נחוץ עבור שווקים גלובליים.
מהם המאפיינים הכימיים העיקריים של תרכובת זו?
הבנת ה תכונות כימיות שֶׁל אמוניום אצטט הוא חיוני ליישום יעיל שלו. כאמור, הוא נגזר מא חומצה חלשה וחלשה בסיס. זה הופך אותו למועמד מצוין ליצירת א פתרון חיץ. א חיץ אצטט עשוי עם אמוניום אצטט עובד ביעילות בטווח החומצי, עוזר לייצב את ה-pH של תערובת תגובה. מכיוון שגם הקטיון (אמוניום) וגם האניון (אֲצֵטַט) יכול לבצע הידרוליזה, ה-pH של טהור תמיסת אמוניום אצטט הוא בערך ניטרלי, בדרך כלל סביב pH 7.0, אם כי זה יכול להשתנות בהתאם לריכוז.
אחד המגדירים ביותר תכונות כימיות האם זה כן נדיף בלחצים נמוכים. זה נבדל מ נתרן אצטט אוֹ אשלגן אצטט, אשר משאירים שאריות מוצקות כאשר הממסים מתאדים. מתי אמוניום אצטט מחומם או מונח תחת ואקום, הוא מתנתק בחזרה לתוך אמוניה וחומצה אצטית (אוֹ חומצה אצטית עם אמוניה אדים), כמעט ולא משאיר אחריו זכר. מאפיין זה הוא "טריק הקסם" שהופך אותו לפופולרי כל כך בכימיה אנליטית.
לגבי מְסִיסוּת, אמוניום אצטט הוא רב תכליתי להפליא. זה יהיה לְהִתְמוֹסֵס בקלות במים, מתנול ואתנול. הגבוה הזה מְסִיסוּת מאפשר להשתמש בו במגוון שלבים ניידים עבור כרומטוגרפיה. עם זאת, זה פחות יציב מאשר אמוניום סולפט; אם הוא נחשף לחום זמן רב מדי, הוא מאבד אמוניה והופך לחומצי.
מדוע אמוניום אצטט קריטי ב-HPLC ובספקטרומטריית מסה?
בתחום הכימיה האנליטית, במיוחד High-כרומטוגרפיה נוזלית ביצועים (HPLC) ו HPLC יחד עם ספקטרומטריית מסה (LC-MS), אמוניום אצטט הוא כוכב על. זה נרחב משמש ליצירת מאגר עֲבוּר שלבים ניידיםו א חיץ עבור שלבים ניידים עוזר לשמור על ה-pH של הממס בזמן שהוא עובר בעמודה, ומבטיח שהתרכובות המנותחות (אנליטים) נשארות במצב יינון עקבי. זה מוביל לפסגות חדות יותר ונתונים מדויקים יותר.
הסיבה האמיתית אמוניום אצטט זורח ב-LC-MS היא התנודתיות שלו. מתי הכנת דגימות לספקטרומטריית מסה, על המדענים להימנע מלחים לא נדיפים בהכנת דגימות. מאגרי פוספט מסורתיים, למרות שהם יעילים, הם מלחים מוצקים שיסתמו את מקור הצריכה העדין של ספקטרומטר מסה. אמוניום אצטט, הוויה נדיף בלחצים נמוכים, סובלימציה ונעלם. הוא מספק את החוזק היוני ואת יכולת החציצה הדרושים בשלב הנוזל אך נעלם בשלב הגז של הגלאי.
מלחים שנעשה בהם שימוש בעבר, כמו פוספטים או סולפטים, מוחלפים כיום במידה רבה על ידי אמוניום אצטט אוֹ פורמט אמוניום ביישומים אלה. זה גם תואם עם שלבים עבור HPLC עם ELSD (Evaporative Light Scattering Detector), טכניקה נוספת הדורשת חוצצים נדיפים. ה אֲצֵטַט יון מקל על יינון של מולקולות שונות, מה שהופך אותו לסטנדרט מגיב עבור ה ניתוח של תרכובות שונות החל מתרופות ועד חלבונים.
כיצד מבצעים הכנת אמוניום אצטט במעבדה?
בעוד שרבים קונים את זה מעורבב מראש, יודעים איך ליצור פתרון חיץ היא מיומנות מעבדה סטנדרטית. תכשיר אמוניום אצטט במעבדה בדרך כלל כרוך בהמסה של המוצק הגבישי במים בטוהר גבוה. לדוגמה, אם אתה צריך להכין 10 מ' אמוניום תמיסת מניות אצטט (שהיא מרוכזת מאוד), תשקול כמות משמעותית של מוצק היגרוסקופי וכן לְהִתְמוֹסֵס זה בזהירות.
עם זאת, מכיוון שהוא היגרוסקופי, שקילתו עלולה להיות לא מדויקת אם היא ספגה מים. לפעמים, כימאים מעדיפים להכין את בַּלָם באתרו על ידי ערבוב חומצה אצטית וכן אַמוֹנִיָה (אוֹ אמוניום הידרוקסיד) תמיסות עד הגעה ל-pH הרצוי. אם אתה חישב את הסכום הנדרש עבור מולריות ספציפית, חשבו תמיד על משקל המים אם המוצק התגבש.
נניח שאתה צריך נפח מסוים. אתה יכול לחשב את הכמות הנדרשת עבור 70 מ"ל או הסכום נדרש עבור תמיסה של 70 מ"ל של מולריות ספציפית. היית ממיס את אמוניום אצטט במעט פחות מים, כוונן את ה-pH באמצעות חומצה אצטית אוֹ אַמוֹנִיָה, ולאחר מכן הטען לנפח הסופי. זה מבטיח את שלך חיץ אצטט הוא מדויק. תמיסה זו מסוננת לעתים קרובות כדי להסיר חלקיקים כלשהם לפני השימוש בתור א מגיב בכלים רגישים.
האם אמוניום אצטט משמש כתוסף מזון?
כן, באופן מפתיע לחלקם, אמוניום אצטט הוא משמש כתוסף מזון. בתעשיית המזון, הוא משמש בעיקר כ רגולטור חומציות. הוא רשום תחת המספר E264 באירופה (אם כי סטטוס האישור משתנה לפי אזור, אז בדוק תמיד את התקנות המקומיות). תפקידו כ- תוסף כמווסת חומציות עוזר לשלוט ב-pH של מזונות מעובדים, ומונע מהם להפוך לחומצי מדי או בסיסי מדי, מה שעלול להשפיע על הטעם והשימור.
אמנם לא בכל מקום כמו חוּמצַת לִימוֹן אוֹ נתרן אצטט, אמוניום אצטט משמש באופן ספציפי מָזוֹן יישומים שבהם נדרש חומר חציצה שאינו מוסיף טעם מלוח (כמו נתרן כלורי). זה נחשב בדרך כלל בטוח בכמויות משמש כמזון מרכיב. ה אֲצֵטַט הרכיב עובר חילוף חומרים באופן טבעי על ידי הגוף, וה אמוניום מעובד על ידי הכבד.
THE שימוש באמוניום אצטט במזון מדגים את פרופיל הבטיחות של התרכובת בטיפול נכון. זה פועל בדומה לאיך חוֹמֶץ (חומצה אצטית) עובד, אבל עם פרופיל pH ניטרלי יותר בשל ה אמוניום יון נגד. בין אם משמש כתוסף מזון או בסינתזה תעשייתית, הכימיה הבסיסית של ה אֲצֵטַט הקבוצה נשארת הגורם הפעיל העקבי.
איזה תפקיד הוא ממלא בתגובות סינתזה אורגניות?
אמוניום אצטט הוא מועדף מגיב עבור כימאים אורגניים. הוא נמצא בשימוש נרחב בתור א מקור לאמוניה בתגובות כי קל יותר לטפל בה מאמוניה גזי. אחד היישומים המפורסמים ביותר שלו הוא כ- זרז בעיבוי Knoevenagel. ב- Knoevenagel תגובה, אמוניום אצטט עוזר להקל על הקשר של אלדהיד או קטון עם תרכובת מימן פעילה. ה אֲצֵטַט פועל כבסיס עדין לדה-פרוטונציה של המימן הפעיל, בעוד שה אמוניום יכול להפעיל את קבוצת הקרבוניל.
יישום מרכזי נוסף הוא ב בורך תגובה. ה תגובת בורש הוא תהליך אמינציה רדוקטיבי. הנה, אמוניום אצטט משמש כ- מקור לאמוניה להמיר קטון או אלדהיד לאמין. ה אמוניה בתגובת Borch מגיב עם הקרבוניל ליצירת אימין, אשר לאחר מכן מופחת לאמין. זוהי שיטה סטנדרטית לסינתזה של תוצרי ביניים פרמצבטיים.
יֶתֶר עַל כֵּן, אמוניום אצטט משמש בסינתזה של imidazoles, oxazoles ותרכובות הטרוסיקליות אחרות. הוא מספק גם את החנקן (מ אמוניום) ויכולת החציצה (מ אֲצֵטַט) הדרושות לתגובות מורכבות אלו שיצרו טבעת. במקרים רבים, אמוניום אצטט בטהור הצורה עדיפה על פני אמוניום כלוריד אוֹ סולפט כי אֲצֵטַט תוצר לוואי פחות מפריע או קל יותר להסרה.
כיצד משתמשים בו בניתוח קרקע וחקלאות?
במגזר החקלאי, אמוניום אצטט ממלא תפקיד חיוני בניתוח פוריות הקרקע. באופן ספציפי, הוא משמש עבור קביעת אשלגן זמין (יא) באדמה. השיטה כוללת שימוש בנייטרלי תמיסת אמוניום אצטט להפקת יוני אשלגן מדגימות קרקע. ה אמוניום יון פועל כמו א קטיון תחליף לאשלגן על חלקיקי החימר של האדמה.
כי ה אמוניום ליון (NH₄⁺) וליון האשלגן (K⁺) יש גדלים ומטענים דומים, אמוניום יכול לעקור פיזית את האשלגן הקשור לאדמה. ברגע שהאשלגן משתחרר לתמיסה, מדענים יכולים למדוד אותו כדי לקבוע כמה דשן צריך חקלאי. תהליך זה מסתמך על אדמה שבה האמוניום יון משמש כתחליף סוֹכֵן.
שיטת מיצוי זו היא תקן במדעי הקרקע. זה עוזר בקביעת "יכולת חילופי קטונים" (CEC) של הקרקע. בעוד שקיימים חומרים מיצויים אחרים, אמוניום אצטט מועדף מכיוון שהוא מדמה את השחרור הטבעי של חומרים מזינים בצורה טובה למדי ומחזק את תמצית האדמה ל-pH ניטרלי (בדרך כלל pH 7.0). זה מונע התמוססות חומצית של מינרלים שלא יהיו זמינים באופן טבעי לצמחים.
מה לגבי ביולוגיה מולקולרית וחילוץ DNA?
בתחום של ביולוגיה מולקולרית, אמוניום אצטט הוא כלי מהימן עבור טיהור DNA ו-RNA. לאחר שמדענים פורצים תאים כדי לגשת לחומר גנטי, הם משתמשים לעתים קרובות אמוניום אצטט לזרז חלבונים ולהסיר מזהמים. זה שימושי במיוחד מכיוון שהוא מעכב את ה-coprecipitation של dNTPs (אבני הבניין של DNA) וכמה אוליגוסכרידים.
כאשר משתמשים בו עבור מיצוי DNA, ריכוז גבוה של אמוניום אצטט מתווסף לדוגמא. זה עוזר "להמליח" חלבונים, מה שהופך אותם לבלתי מסיסים כך שניתן לסובב אותם בצנטריפוגה. ה-DNA נשאר בנוזל. מאוחר יותר, אתנול מתווסף לנוזל כדי לזרז את ה-DNA. אמוניום אצטט לרוב מועדף על פני נתרן אצטט בשלב זה כאשר ה-DNA עומד לשמש לתגובות אנזימטיות (כמו עיכול על ידי אנזימי הגבלה) בגלל אמוניום יון נוטה פחות לעכב אנזימים אלה מאשר יוני נתרן או אשלגן.
זה גם כן משמש להחלפת מאגרי תאים בפרוטוקולים מסוימים. האופי המתון של ה אֲצֵטַט וכן אמוניום יונים הופכים אותו עדין על הגדילים העדינים של DNA ו-RNA. יישום זה מדגיש את הרבגוניות של אמוניום אצטט: מטונות של תעשייתי מגיב למיקרוליטר בצינור מחקר גנטי, התועלת שלו היא עצומה.
איך זה בהשוואה למלחים אחרים כמו אמוניום פורמט?
בבחירת א בַּלָם אוֹ מגיב, כימאים בוחרים לעתים קרובות ביניהם אמוניום אצטט וכן פורמט אמוניום. שניהם מלחים נדיפים המשמשים ב-LC-MS, אבל יש להם הבדלים. אמוניום פורמט הוא המלח של חומצה פורמית, שהיא חומצה חזקה יותר מ חומצה אצטית. כתוצאה מכך, אמוניום פורמט מאגרים טובים יותר עבור טווח pH נמוך יותר (בסביבות pH 3-4), ואילו אמוניום אצטט עדיף לטווח מעט גבוה יותר (pH 4-6).
אם אתה צריך א פתרון חיץ זה קצת יותר חומצי, אולי תישען לכיוון חומצה פורמית והמלח שלו. עם זאת, חומצה אצטית וכן אמוניום אצטט הם לרוב זולים יותר ויעילים מספיק עבור ניתוחים רחבי טווח כלליים.
לְעוּמַת נתרן אצטט, אמוניום אצטט יש יתרון של תנודתיות. אם אתה מפעיל תהליך שבו אתה צריך להיפטר מהמלח לאחר מכן, אמוניום אצטט הוא המנצח. אם אתה צריך מלח יציב שנשאר במקום, נתרן אצטט טוב יותר. מבחינת מְסִיסוּת, שניהם מסיסים מאוד, אבל ה אמוניום מלח הוא בדרך כלל יותר היגרוסקופי.
השוואה נוספת היא עם אמוניום סולפט. סולפט הוא מלח לא נדיף וחזק. זה נהדר עבור משקעי חלבון (המלחה) אבל נורא עבור ספקטרומטריית מסה כי זה סותם את המכונה. לכן, מלחים שהיו בשימוש כמו היסטורית סולפט מוחלפים על ידי אֲצֵטַט במעבדות אנליטיות מודרניות.
זמן פרסום: 20 בנובמבר 2025
