Ammoniumacetaat, een chemische stof verbinding met de Cas nummer 631-61-8, vormt een hoeksteen in diverse industriële en laboratoriumtoepassingen. Vanuit zijn cruciale rol als bufferen binnen HPLC voor zijn functie als zuurgraadregulator in eten, dit ammoniumzout is ongelooflijk veelzijdig. In dit artikel zullen we de diepte hiervan onderzoeken hygroscopische vaste stof, het onderzoeken ervan synthese, chemische eigenschappen, en het brede scala aan toepassingen dat het onmisbaar maakt. Of u nu een scheikundige, een inkoopfunctionaris of gewoon nieuwsgierig bent naar anorganische chemie, u begrijpt de gebruik van ammoniumacetaat is uw tijd waard. We zullen dieper ingaan op de manier waarop dit gebeurt reagens vergemakkelijkt massaspectrometrie, helpt bij DNA-extractie, en dient als een essentieel onderdeel van organische synthese.
Wat is precies ammoniumacetaat (CAS 631-61-8)?
Ammoniumacetaat is een chemische verbinding met de formule NH₄CH₃CO₂. Idealiter vertegenwoordigt het de zout van een zwak zuur (azijnzuur) en een zwakke basis (ammoniak). Deze unieke combinatie geeft het onderscheidende kenmerken die zeer gewaardeerd worden in de chemie. In tegenstelling tot sterke zouten zoals sulfaat of op chloride gebaseerde verbindingen, ammoniumacetaat bevindt zich op een neutrale ondergrond, vaak gebruikt wanneer een niet-verstorende, zachte ionische omgeving vereist is. De CAS-631-61-8 identificatie verwijst hier specifiek naar acetaat zout in zijn pure vorm.
Fysiek, ammoniumacetaat is wit, kristallijne vaste stof. Het is bekend dat het een hygroscopische vaste stof, wat betekent dat het gemakkelijk vocht uit de lucht absorbeert. Als je een potje achterlaat ammoniumacetaat Als je hem opendoet, kan het zijn dat het na verloop van tijd samenklontert of in een modderige puinhoop verandert. Daarom is een goede opslag in een droge omgeving essentieel. Het is zeer oplosbaar in water, waardoor een ammoniumacetaatoplossing dat is van fundamenteel belang voor veel vloeistofgebaseerde processen in het laboratorium.
In de wereld van handel en industrie, ammoniumacetaat wordt vaak verhandeld en gebruikt als een zeer zuivere stof reagens. Omdat het bestaat uit acetaat en ammonium ionen, ontleedt het relatief gemakkelijk bij verhitting, wat een eigenschap is die het onderscheidt van bijvoorbeeld stabiele zouten Natriumacetaat. Deze thermische instabiliteit is feitelijk een voordeel bij specifieke analytische technieken, waardoor de ophoping van residuen in gevoelige apparatuur wordt voorkomen.
Hoe wordt de synthese van ammoniumacetaat bereikt?
De synthese van ammoniumacetaat is een klassieke zuur-base-reactie. Het is in de eerste plaats geproduceerd door de neutralisatie van azijnzuur met ammoniak. Dit proces kan worden uitgevoerd met verschillende concentraties, maar de meest gebruikelijke industriële methode is verzadiging ijsazijn met ammoniak. Ijsazijn is de watervrije, geconcentreerde vorm van azijnzuur. Wanneer ammoniak Er wordt gas doorheen geborreld, de reactie van ammoniak En azijnzuur levert de vaste stof op ammoniumacetaat.
Een andere methode voor bereiding van ammoniumacetaat omvat de reactie van azijnzuur met ammoniumcarbonaat. In dit scenario azijnzuur reageert met het carbonaat, waarbij kooldioxide en water vrijkomen terwijl het wordt gevormd acetaat. Deze methode wordt vaak gebruikt bij het omgaan met gassen ammoniak niet haalbaar is of wanneer het een vaste stof is ammonium bron heeft de voorkeur. De chemische vergelijking ziet er over het algemeen als volgt uit: $2 CH_3COOH + (NH_4)_2CO_3 \rightarrow 2 NH_4CH_3COO + H_2O + CO_2$.
Het is ook mogelijk om het te synthetiseren door te mengen ijsazijn met ammoniak in een waterige oplossing, hoewel het verwijderen van het vaste kristal vereist dat het water verdampt, wat lastig kan zijn vanwege de neiging van de verbinding om te verliezen ammoniak bij verwarming. Daarom is een zorgvuldige controle van de temperatuur en de pH tijdens het gebruik vereist synthese om ervoor te zorgen dat het eindproduct puur is ammoniumacetaat. Dit reactie van ammoniak en azijnzuur componenten is van fundamenteel belang voor de productie van de acetaat nodig voor de mondiale markten.
Wat zijn de belangrijkste chemische eigenschappen van deze verbinding?
Het begrijpen van de chemische eigenschappen van ammoniumacetaat is cruciaal voor de effectieve toepassing ervan. Zoals gezegd is het afgeleid van a zwak zuur en een zwak zuur basis. Dit maakt het een uitstekende kandidaat voor het creëren van een bufferoplossing. Een acetaatbuffer gemaakt met ammoniumacetaat werkt effectief in het zure bereik en helpt de pH van een reactiemengsel te stabiliseren. Omdat zowel het kation (ammonium) als het anion (acetaat) kan hydrolyseren, de pH van een zuivere ammoniumacetaatoplossing is ruwweg neutraal, meestal rond de pH 7,0, hoewel dit kan veranderen afhankelijk van de concentratie.
Eén van de meest bepalende chemische eigenschappen is dat het is vluchtig bij lage druk. Dit onderscheidt zich van natriumacetaat of Kaliumacetaat, die vaste resten achterlaten wanneer oplosmiddelen verdampen. Wanneer ammoniumacetaat wordt verwarmd of onder vacuüm wordt geplaatst, dissocieert het weer in ammoniak en azijnzuur (of azijnzuur met ammoniak damp), waardoor er vrijwel geen spoor achterblijft. Deze eigenschap is de "magische truc" die het zo populair maakt in de analytische chemie.
Wat betreft oplosbaarheid, ammoniumacetaat is ongelooflijk veelzijdig. Het zal oplossen gemakkelijk in water, methanol en ethanol. Deze hoge oplosbaarheid maakt het mogelijk om het op verschillende manieren te gebruiken mobiele fasen voor chromatografie. Het is echter minder stabiel dan Ammoniumsulfaat; als het te lang aan hitte wordt blootgesteld, verliest het ammoniak en wordt het zuur.
Waarom is ammoniumacetaat van cruciaal belang bij HPLC en massaspectrometrie?
Op het gebied van analytische chemie, in het bijzonder High-Prestatievloeistofchromatografie (HPLC) En HPLC gekoppeld aan massaspectrometrie (LC-MS), ammoniumacetaat is een superster. Het is breed gebruikt om een buffer te creëren voor mobiele fasen. EEN buffer voor mobiele fasen helpt de pH van het oplosmiddel op peil te houden terwijl het door de kolom beweegt, waardoor wordt verzekerd dat de geanalyseerde verbindingen (analyten) in een consistente ionisatietoestand blijven. Dit leidt tot scherpere pieken en nauwkeurigere gegevens.
De echte reden ammoniumacetaat Wat schittert in LC-MS is de volatiliteit ervan. Wanneer het voorbereiden van monsters voor massaspectrometriemoeten wetenschappers vermijden niet-vluchtige zouten bij het bereiden van monsters. Traditionele fosfaatbuffers zijn weliswaar effectief, maar het zijn vaste zouten die de delicate opnamebron van een massaspectrometer verstoppen. Ammoniumacetaat, wezen vluchtig bij lage druk, sublimeert en verdwijnt. Het zorgt voor de nodige ionensterkte en buffercapaciteit in de vloeistoffase, maar verdwijnt in de gasfase van de detector.
Zouten die zijn gebruikt in het verleden, zoals fosfaten of sulfaten, worden nu grotendeels vervangen door ammoniumacetaat of Ammoniumformaat in deze toepassingen. Het is ook compatibel met fasen voor HPLC met ELSD (Evaporative Light Scattering Detector), een andere techniek waarvoor vluchtige buffers nodig zijn. De acetaat ion vergemakkelijkt de ionisatie van verschillende moleculen, waardoor het de standaard is reagens voor de analyse van verschillende verbindingen variërend van medicijnen tot eiwitten.
Hoe voer je de bereiding van ammoniumacetaat uit in het laboratorium?
Terwijl velen het voorgemengd kopen, wetende hoe het moet een bufferoplossing creëren is een standaard laboratoriumvaardigheid. Ammoniumacetaatpreparaat in het laboratorium gaat het meestal om het oplossen van de kristallijne vaste stof in zeer zuiver water. Als u bijvoorbeeld moet 10m ammonium maken acetaatvoorraadoplossing (die zeer geconcentreerd is), zou u een aanzienlijke hoeveelheid afwegen hygroscopische vaste stof En oplossen het zorgvuldig.
Omdat het echter hygroscopisch is, kan het wegen ervan onnauwkeurig zijn als het water heeft geabsorbeerd. Soms geven scheikundigen er de voorkeur aan om de bufferen ter plaatse door te mengen azijnzuur En ammoniak (of ammoniumhydroxide) oplossingen totdat de gewenste pH is bereikt. Als jij berekende het benodigde bedrag houd voor een specifieke molariteit altijd rekening met het watergewicht als de vaste stof is samengeklonterd.
Stel dat u een specifiek volume nodig heeft. Je zou het kunnen berekenen hoeveelheid nodig voor 70 ml of het bedrag nodig voor 70 ml oplossing van een specifieke molariteit. Je zou de ontbinden ammoniumacetaat in iets minder water, pas de pH aan met behulp van azijnzuur of ammoniaken vul vervolgens bij tot het eindvolume. Dit zorgt ervoor dat uw acetaatbuffer is nauwkeurig. Deze oplossing wordt vervolgens vaak gefilterd om eventuele deeltjes te verwijderen voordat deze als oplossing wordt gebruikt reagens bij gevoelige instrumenten.
Wordt ammoniumacetaat gebruikt als voedingsadditief?
Ja, voor sommigen verrassend, ammoniumacetaat is gebruikt als voedseladditief. In de voedingsindustrie dient het vooral als een hulpmiddel zuurgraadregulator. In Europa staat het vermeld onder het E-nummer E264 (hoewel de goedkeuringsstatus per regio verschilt, dus controleer altijd de lokale regelgeving). Zijn rol als additief als zuurteregelaar helpt de pH van bewerkte voedingsmiddelen onder controle te houden, waardoor wordt voorkomen dat ze te zuur of te alkalisch worden, wat de smaak en het behoud kan beïnvloeden.
Hoewel niet zo alomtegenwoordig als citroenzuur of natriumacetaat, ammoniumacetaat wordt gebruikt in het bijzonder voedsel toepassingen waarbij een buffermiddel vereist is dat geen zoute smaak toevoegt (zoals natriumchloride dat zou doen). Het wordt over het algemeen als veilig beschouwd in de hoeveelheden gebruikt als voedsel ingrediënt. De acetaat component wordt op natuurlijke wijze door het lichaam gemetaboliseerd, en de ammonium wordt verwerkt door de lever.
De gebruik van ammoniumacetaat in voedsel toont het veiligheidsprofiel van de verbinding aan als het op de juiste manier wordt behandeld. Het werkt op dezelfde manier als hoe azijn (azijnzuur) werkt, maar met een neutraler pH-profiel vanwege de ammonium tegen-ion. Of gebruikt als voedseladditief of in industriële synthese, de fundamentele chemie van de acetaat groep blijft de consistente actieve factor.
Welke rol speelt het bij organische synthesereacties?
Ammoniumacetaat is een favoriet reagens voor organische chemici. Het wordt veel gebruikt als bron van ammoniak in reacties omdat het gemakkelijker te hanteren is dan gasvormige ammoniak. Een van de bekendste toepassingen is als katalysator in de Knoevenagel-condensatie. In de Knoevenagel reactie, ammoniumacetaat helpt de binding van een aldehyde of keton met een actieve waterstofverbinding te vergemakkelijken. De acetaat fungeert als een milde base om de actieve waterstof te deprotoneren, terwijl de ammonium kan de carbonylgroep activeren.
Een andere belangrijke toepassing bevindt zich in de Borch reactie. De Borch-reactie is een reductief amineringsproces. Hier, ammoniumacetaat dient als bron van ammoniak om een keton of aldehyde om te zetten in een amine. De ammoniak in de Borch-reactie reageert met de carbonyl om een imine te vormen, dat vervolgens wordt gereduceerd tot een amine. Dit is een standaardmethode voor het synthetiseren van farmaceutische tussenproducten.
Verder, ammoniumacetaat wordt gebruikt bij de synthese van imidazolen, oxazolen en andere heterocyclische verbindingen. Het levert zowel de stikstof (van ammonium) en de buffercapaciteit (vanaf acetaat) nodig voor deze complexe ringvormende reacties. In veel gevallen ammoniumacetaat in zuivere vorm vorm heeft de voorkeur boven ammoniumchloride of sulfaat omdat de acetaat bijproduct is minder storend of gemakkelijker te verwijderen.
Hoe wordt het gebruikt in bodemanalyse en landbouw?
In de agrarische sector is ammoniumacetaat speelt een cruciale rol bij het analyseren van de bodemvruchtbaarheid. Concreet wordt het gebruikt voor de bepaling van beschikbaar kalium (K) in de bodem. De methode omvat het gebruik van een neutraal ammoniumacetaatoplossing om kaliumionen uit bodemmonsters te extraheren. De ammonium ion fungeert als een vervangingskation voor kalium op de kleideeltjes in de bodem.
Omdat de ammonium ion (NH₄⁺) en het kaliumion (K⁺) hebben vergelijkbare afmetingen en ladingen, de ammonium kan het aan de bodem gebonden kalium fysiek verdringen. Zodra het kalium in de oplossing vrijkomt, kunnen wetenschappers het meten om te bepalen hoeveel kunstmest een boer nodig heeft. Dit proces is afhankelijk van de grond waarin het ammonium zit ion fungeert als vervanging tussenpersoon.
Deze extractiemethode is een standaard in de bodemkunde. Het helpt bij het bepalen van de "kationenuitwisselingscapaciteit" (CEC) van de bodem. Hoewel er andere extractiemiddelen bestaan, ammoniumacetaat heeft de voorkeur omdat het de natuurlijke afgifte van voedingsstoffen redelijk goed simuleert en het bodemextract buffert tot een neutrale pH (meestal pH 7,0). Dit voorkomt het zuur oplossen van mineralen die van nature niet beschikbaar zouden zijn voor planten.
Hoe zit het met moleculaire biologie en DNA-extractie?
Op het gebied van moleculaire biologie, ammoniumacetaat is een vertrouwd hulpmiddel voor DNA- en RNA-zuivering. Nadat wetenschappers cellen hebben opengebroken om toegang te krijgen tot genetisch materiaal, gebruiken ze vaak ammoniumacetaat om eiwitten neer te slaan en verontreinigingen te verwijderen. Het is vooral nuttig omdat het de coprecipitatie van dNTP's (de bouwstenen van DNA) en sommige oligosachariden remt.
Wanneer gebruikt voor DNA-extractie, een hoge concentratie van ammoniumacetaat wordt aan het monster toegevoegd. Dit helpt eiwitten uit te zouten, waardoor ze onoplosbaar worden, zodat ze in een centrifuge kunnen worden rondgedraaid. Het DNA blijft in de vloeistof. Later wordt ethanol aan de vloeistof toegevoegd om het DNA te laten neerslaan. Ammoniumacetaat heeft vaak de voorkeur boven natriumacetaat in deze stap wanneer het DNA gaat worden gebruikt voor enzymatische reacties (zoals vertering door restrictie-enzymen), omdat de ammonium Het is minder waarschijnlijk dat ionen deze enzymen remmen dan natrium- of kaliumionen.
Dat is het ook gebruikt om celbuffers te vervangen in bepaalde protocollen. Het milde karakter van de acetaat En ammonium ionen maakt het zacht voor de delicate strengen van DNA en RNA. Deze toepassing onderstreept de veelzijdigheid van ammoniumacetaat: van tonnen industrieel reagens tot microliter in een genetische onderzoeksbuis is het nut ervan enorm.
Hoe verhoudt het zich tot andere zouten zoals ammoniumformiaat?
Bij het kiezen van een bufferen of reagens, kiezen scheikundigen vaak tussen ammoniumacetaat En Ammoniumformaat. Beide zijn vluchtige zouten die worden gebruikt in LC-MS, maar er zijn verschillen. Ammoniumformiaat is het zout van mierenzuur, wat een sterker zuur is dan azijnzuur. Bijgevolg, ammoniumformiaat buffers zijn beter voor een lager pH-bereik (rond pH 3-4), terwijl ammoniumacetaat is beter voor een iets hoger bereik (pH 4-6).
Als u een bufferoplossing dat is iets zuurder, daar neig je misschien naar mierenzuur en zijn zout. Echter, azijnzuur En ammoniumacetaat zijn vaak goedkoper en voldoende effectief voor algemene breedspectrumanalyses.
Vergeleken met natriumacetaat, ammoniumacetaat heeft het voordeel van volatiliteit. Als u een proces uitvoert waarbij u achteraf het zout moet verwijderen, ammoniumacetaat is de winnaar. Als je een stabiel zout nodig hebt dat blijft zitten, natriumacetaat is beter. In termen van oplosbaarheid, beide zijn zeer oplosbaar, maar de ammonium zout is over het algemeen hygroscopisch.
Een andere vergelijking is met Ammoniumsulfaat. Sulfaat is een niet-vluchtig, sterk zout. Het is geweldig voor het neerslaan van eiwitten (uitzouten), maar verschrikkelijk voor massaspectrometrie omdat het de machine verstopt. Daarom zouten die zijn gebruikt historisch graag sulfaat worden vervangen door acetaat in moderne analytische laboratoria.
Posttijd: 20 november 2025
