Octan amonu, substancja chemiczna mieszanina z Cas numer 631-61-8, stanowi kamień węgielny w różnych zastosowaniach przemysłowych i laboratoryjnych. Od swojej kluczowej roli jako bufor W HPLC do swojej funkcji jako regulator kwasowości w jedzeniu, to sól amonowa jest niesamowicie wszechstronny. W tym artykule zbadamy głębię tego higroskopijne ciało stałe, sprawdzając jego synteza, właściwości chemiczneoraz szeroki wachlarz zastosowań, które czynią go niezastąpionym. Niezależnie od tego, czy jesteś chemikiem, specjalistą ds. zaopatrzenia, czy po prostu ciekawi Cię chemia nieorganiczna, zrozumienie użycie octanu amonu jest warte twojego czasu. Zagłębimy się w to, jak to zrobić odczynnik ułatwia spektrometria mas, pomaga Ekstrakcja DNAi służy jako istotny element synteza organiczna.
Czym dokładnie jest octan amonu (CAS 631-61-8)?
Octan amonu jest Związek chemiczny według wzoru NH₄CH₃CO₂. Idealnie reprezentuje sól słabego kwasu (kwas octowy) i A słaba baza (amoniak). To unikalne połączenie nadaje mu wyjątkowe cechy, które są wysoko cenione w chemii. W przeciwieństwie do mocnych soli, takich jak siarczan lub związki na bazie chlorków, octan amonu zajmuje neutralne podłoże, często używane, gdy wymagane jest niezakłócające, delikatne środowisko jonowe. The CAS 631-61-8 identyfikator wyraźnie odnosi się do tego sól octanowa w czystej postaci.
Fizycznie, octan amonu jest biały, krystaliczne ciało stałe. Wiadomo, że jest to A higroskopijne ciało stałeco oznacza, że łatwo wchłania wilgoć z powietrza. Jeśli zostawisz słoik octan amonu otwarte, może się okazać, że z czasem zbiją się w grudki lub zamienią w błotnisty bałagan. Z tego powodu niezbędne jest właściwe przechowywanie w suchym środowisku. Jest wysoce rozpuszczalny w wodzie, tworząc roztwór octanu amonu ma to fundamentalne znaczenie dla wielu procesów laboratoryjnych z wykorzystaniem cieczy.
W świecie handlu i przemysłu octan amonu jest często sprzedawany i wykorzystywany jako produkt o wysokiej czystości odczynnik. Ponieważ składa się z octan i amon jony, rozkłada się stosunkowo łatwo po podgrzaniu, co jest właściwością odróżniającą go od stabilnych soli, takich jak Octan sodu. Ta niestabilność termiczna jest w rzeczywistości zaletą w określonych technikach analitycznych, zapobiegając gromadzeniu się pozostałości we wrażliwym sprzęcie.
Jak osiąga się syntezę octanu amonu?
. synteza z octan amonu jest klasyczną reakcją kwasowo-zasadową. Jest to przede wszystkim powstający w wyniku neutralizacji z kwas octowy z amoniak. Proces ten można przeprowadzić przy użyciu różnych stężeń, ale najpopularniejszą metodą przemysłową jest nasycanie lodowaty kwas octowy z amoniak. Lodowaty kwas octowy jest bezwodną, skoncentrowaną formą kwas octowy. Gdy amoniak przepływa przez niego gaz, tzw reakcja amoniaku I kwas octowy daje substancję stałą octan amonu.
Inna metoda na preparat octanu amonu obejmuje reakcję kwas octowy z węglanem amonu. W tym scenariuszu kwas octowy reaguje z węglanem, uwalniając dwutlenek węgla i wodę, tworząc octan. Metodę tę często stosuje się przy obchodzeniu się z gazami amoniak nie jest wykonalne lub gdy jest ciałem stałym amon preferowane jest źródło. Równanie chemiczne ogólnie wygląda tak: $2 CH_3COOH + (NH_4)_2CO_3 \rightarrow 2 NH_4CH_3COO + H_2O + CO_2$.
Można go również syntetyzować poprzez mieszanie lodowaty kwas octowy z amoniakiem w roztwór wodny, chociaż wydobycie stałego kryształu wymaga odparowania wody, co może być trudne ze względu na tendencję związku do utraty amoniak po podgrzaniu. Dlatego podczas zabiegu wymagana jest dokładna kontrola temperatury i pH synteza aby mieć pewność, że produkt końcowy jest czysty octan amonu. Ten reakcja amoniaku i kwasu octowego Komponenty są podstawą produkcji octan potrzebne na rynkach globalnych.
Jakie są kluczowe właściwości chemiczne tego związku?
Zrozumienie właściwości chemiczne z octan amonu ma kluczowe znaczenie dla jego skutecznego stosowania. Jak już wspomniano, wywodzi się z a słaby kwas i słaby baza. To czyni go doskonałym kandydatem do stworzenia roztwór buforowy. An bufor octanowy zrobione z octan amonu działa skutecznie w zakresie kwaśnym, pomagając ustabilizować pH mieszaniny reakcyjnej. Ponieważ zarówno kation (amoniak), jak i anion (octan) może hydrolizować, pH jest czyste roztwór octanu amonu jest w przybliżeniu obojętny, zwykle około pH 7,0, chociaż może się to zmieniać w zależności od stężenia.
Jeden z najbardziej definiujących właściwości chemiczne to jest to lotny przy niskich ciśnieniach. To różni się od octan sodu Lub Octan potasu, które po odparowaniu rozpuszczalników pozostawiają stałe pozostałości. Kiedy octan amonu jest podgrzewany lub umieszczany w próżni, ulega ponownej dysocjacji amoniak i kwas octowy (Lub kwas octowy z amoniakiem opary), nie pozostawiając praktycznie żadnych śladów. Ta właściwość jest „magiczną sztuczką”, która czyni ją tak popularną w chemii analitycznej.
Dotyczy rozpuszczalność, octan amonu jest niesamowicie wszechstronny. Tak będzie rozwiązać łatwo rozpuszcza się w wodzie, metanolu i etanolu. Ta wysoka rozpuszczalność pozwala na wykorzystanie go w różnych sytuacjach fazy ruchome do chromatografii. Jest jednak mniej stabilny niż Siarczan amonu; zbyt długo wystawiony na działanie ciepła traci amoniak i staje się kwaśny.
Dlaczego octan amonu ma kluczowe znaczenie w HPLC i spektrometrii mas?
W dziedzinie chemii analitycznej, szczególnie wysoko-Wydajność chromatografii cieczowej (HPLC) I HPLC w połączeniu ze spektrometrią mas (LC-MS), octan amonu jest supergwiazdą. Jest szeroko używany do tworzenia bufora Do fazy ruchome. A bufor dla faz ruchomych pomaga utrzymać pH rozpuszczalnika przemieszczającego się przez kolumnę, zapewniając, że analizowane związki (anality) pozostają w stałym stanie jonizacji. Prowadzi to do ostrzejszych pików i dokładniejszych danych.
Prawdziwy powód octan amonu tym, co wyróżnia LC-MS, jest jego zmienność. Kiedy przygotowanie próbek do spektrometrii mas, naukowcy muszą unikać sole nielotne w przygotowaniu próbek. Tradycyjne bufory fosforanowe, choć skuteczne, to sole stałe, które zatykają delikatne źródło wlotowe spektrometru mas. Octan amonu, będąc lotny przy niskich ciśnieniach, sublimuje i znika. Zapewnia niezbędną siłę jonową i zdolność buforowania w fazie ciekłej, ale zanika w fazie gazowej detektora.
Stosowane sole w przeszłości, takie jak fosforany czy siarczany, są obecnie w dużej mierze zastępowane przez octan amonu Lub Forman amonu w tych aplikacjach. Jest również kompatybilny z fazy do HPLC z ELSD (Evaporative Light Scattering Detector), kolejna technika wymagająca lotnych buforów. The octan jon ułatwia jonizację różnych cząsteczek, co czyni go standardem odczynnik dla analiza różnych związków począwszy od leków po białka.
Jak przygotować octan amonu w laboratorium?
Chociaż wielu kupuje to wstępnie zmieszane, wiedząc, jak to zrobić stworzyć roztwór buforowy to standardowa umiejętność laboratoryjna. Preparat octanu amonu w laboratorium zwykle polega na rozpuszczeniu krystalicznego ciała stałego w wodzie o wysokiej czystości. Na przykład, jeśli ty trzeba wyprodukować 10m amonu podstawowy roztwór octanu (który jest bardzo stężony), odważysz znaczną ilość higroskopijne ciało stałe I rozwiązać to ostrożnie.
Jednakże, ponieważ jest higroskopijny, ważenie go może być niedokładne, jeśli wchłonął wodę. Czasami chemicy wolą wytwarzać bufor na miejscu przez zmieszanie kwas octowy I amoniak (Lub wodorotlenek amonu) roztworów aż do osiągnięcia pożądanego pH. Jeśli ty obliczyłam wymaganą kwotę dla określonej molarności, zawsze należy uwzględnić masę wody, jeśli ciało stałe uległo zbryleniu.
Załóżmy, że potrzebujesz określonej objętości. Mógłbyś obliczyć ilość potrzebna na 70 ml lub kwotę wymagane na 70 ml roztworu o określonej molarności. Rozwiązałbyś octan amonu w nieco mniejszej ilości wody, dostosuj pH za pomocą kwas octowy Lub amoniak, a następnie uzupełnij do końcowej objętości. To gwarantuje bufor octanowy jest precyzyjny. Roztwór ten jest następnie często filtrowany w celu usunięcia wszelkich cząstek przed użyciem jako odczynnik w czułych instrumentach.
Czy octan amonu jest stosowany jako dodatek do żywności?
Tak, co dla niektórych jest zaskakujące, octan amonu Jest używane jako addytywny. W przemyśle spożywczym pełni przede wszystkim funkcję regulator kwasowości. W Europie jest wymieniony pod numerem E E264 (chociaż status zatwierdzenia różni się w zależności od regionu, dlatego zawsze należy sprawdzić lokalne przepisy). Jego rola jako dodatek jako regulator kwasowości pomaga kontrolować pH przetworzonej żywności, zapobiegając jej zbyt kwaśnemu lub zbyt zasadowemu, co może mieć wpływ na smak i konserwację.
Chociaż nie jest tak wszechobecny jak kwas cytrynowy Lub octan sodu, stosuje się octan amonu w określonych żywność zastosowań, w których wymagany jest środek buforujący, który nie dodaje słonego smaku (jak zrobiłby to chlorek sodu). Jest powszechnie uważany za bezpieczny w ilościach używany jako żywność składnik. The octan składnik jest naturalnie metabolizowany przez organizm i amon jest przetwarzany przez wątrobę.
. użycie octanu amonu w żywności wykazuje profil bezpieczeństwa związku przy prawidłowym postępowaniu. Działa podobnie jak jak ocet (kwas octowy) działa, ale ma bardziej neutralny profil pH ze względu na amon przeciwjon. Czy używane jako addytywny lub w syntezie przemysłowej, podstawowa chemia octan grupa pozostaje stałym czynnikiem aktywnym.
Jaką rolę odgrywa w reakcjach syntezy organicznej?
Octan amonu jest ulubionym odczynnik dla chemików organicznych. Jest powszechnie stosowany jako źródło amoniaku w reakcjach, ponieważ jest łatwiejszy w obsłudze niż gazowy amoniak. Jednym z jego najbardziej znanych zastosowań jest katalizator w kondensacji Knoevenagela. w Knoevenagela reakcja, octan amonu pomaga ułatwić wiązanie aldehydu lub ketonu z aktywnym związkiem wodoru. The octan działa jak łagodna zasada do deprotonowania aktywnego wodoru, podczas gdy amon może aktywować grupę karbonylową.
Inną ważną aplikacją jest Borcha reakcja. The Reakcja Borcha jest redukcyjnym procesem aminowania. Tutaj, octan amonu służy jako źródło amoniaku do przekształcenia ketonu lub aldehydu w aminę. The amoniak w reakcji Borcha reaguje z karbonylem, tworząc iminę, którą następnie redukuje się do aminy. Jest to standardowa metoda syntezy półproduktów farmaceutycznych.
Ponadto, octan amonu jest stosowany w syntezie imidazoli, oksazoli i innych związków heterocyklicznych. Dostarcza zarówno azotu (z amon) i pojemność buforowania (od octan) potrzebne do tych złożonych reakcji tworzenia pierścienia. W wielu przypadkach octan amonu w czystej postaci forma jest preferowana chlorek amonu Lub siarczan ponieważ octan produkt uboczny jest mniej zakłócający lub łatwiejszy do usunięcia.
Jak jest stosowany w analizie gleby i rolnictwie?
W sektorze rolniczym octan amonu odgrywa kluczową rolę w analizie żyzności gleby. W szczególności służy do określenie dostępnego potasu (K) w glebie. Metoda polega na użyciu neutralnego roztwór octanu amonu do ekstrakcji jonów potasu z próbek gleby. The amon jon działa jak kation zastępujący potas na cząstkach gliny gleby.
Ponieważ amon jon (NH₄⁺) i jon potasu (K⁺) mają podobne rozmiary i ładunki, amon może fizycznie wyprzeć potas związany z glebą. Po uwolnieniu potasu do roztworu naukowcy mogą go zmierzyć, aby określić, ile nawozu potrzebuje rolnik. Proces ten opiera się na gleba, w której występuje amoniak jon działa jako zamiennik agent.
Ta metoda ekstrakcji jest standardem w gleboznawstwie. Pomaga w określeniu „zdolności wymiany kationowej” (CEC) gleby. Chociaż istnieją inne ekstrahenty, octan amonu jest preferowany, ponieważ dość dobrze symuluje naturalne uwalnianie składników odżywczych i buforuje ekstrakt glebowy do neutralnego pH (zwykle pH 7,0). Zapobiega to kwaśnemu rozpuszczaniu minerałów, które nie byłyby naturalnie dostępne dla roślin.
A co z biologią molekularną i ekstrakcją DNA?
W sferze biologia molekularna, octan amonu to zaufane narzędzie do Oczyszczanie DNA i RNA. Po tym, jak naukowcy rozbijają komórki, aby uzyskać dostęp do materiału genetycznego, często tego używają octan amonu do wytrącania białek i usuwania zanieczyszczeń. Jest szczególnie przydatny, ponieważ hamuje współstrącanie dNTP (elementów budulcowych DNA) i niektórych oligosacharydów.
Kiedy używany do Ekstrakcja DNA, wysokie stężenie octan amonu dodaje się do próbki. Pomaga to „wysolić” białka, czyniąc je nierozpuszczalnymi, dzięki czemu można je odwirować w wirówce. DNA pozostaje w cieczy. Później do cieczy dodaje się etanol w celu wytrącenia DNA. Octan amonu jest często preferowany octan sodu na tym etapie, gdy DNA będzie użyte do reakcji enzymatycznych (takich jak trawienie enzymami restrykcyjnymi), ponieważ amon Jest mniej prawdopodobne, że jon będzie hamował te enzymy niż jony sodu lub potasu.
To także jest używany do zastąpienia buforów komórkowych w niektórych protokołach. Łagodny charakter octan I amon jony sprawiają, że jest delikatny dla delikatnych nici DNA i RNA. Ta aplikacja podkreśla wszechstronność octan amonu: z ton przemysłowych odczynnik do mikrolitrów w probówce do badań genetycznych, jego użyteczność jest ogromna.
Jak wypada w porównaniu z innymi solami, takimi jak mrówczan amonu?
Przy wyborze bufor Lub odczynnik, chemicy często wybierają pomiędzy octan amonu I Forman amonu. Obie są lotnymi solami stosowanymi w LC-MS, ale różnią się między sobą. mrówczan amonu jest solą kwas mrówkowy, który jest silniejszym kwasem niż kwas octowy. W związku z tym mrówczan amonu bufory są lepsze dla niższego zakresu pH (około pH 3-4), natomiast octan amonu jest lepszy w nieco wyższym zakresie (pH 4-6).
Jeśli potrzebujesz roztwór buforowy który jest nieco bardziej kwaśny, możesz się skłaniać kwas mrówkowy i jego sól. Jednakże, kwas octowy I octan amonu są często tańsze i wystarczająco skuteczne do ogólnych analiz o szerokim spektrum.
W porównaniu do octan sodu, octan amonu ma tę zaletę, że jest zmiennością. Jeśli prowadzisz proces, w którym musisz później pozbyć się soli, octan amonu jest zwycięzcą. Jeśli potrzebujesz stabilnej soli, która pozostaje na miejscu, octan sodu jest lepszy. Pod względem rozpuszczalność, oba są wysoce rozpuszczalne, ale amon sól jest na ogół bardziej higroskopijna.
Inne porównanie dotyczy Siarczan amonu. Siarczan jest nielotną, mocną solą. Jest świetny do wytrącania białek (wysalania), ale fatalny do spektrometrii mas, ponieważ zatyka maszynę. Dlatego użyte sole historycznie jak siarczan są zastępowane przez octan w nowoczesnych laboratoriach analitycznych.
Czas publikacji: 20 listopada 2025 r
