Αμμώνιο

Το κατιόν αμμωνίου είναι ένα θετικά φορτισμένο πολυατομικό κατιόν με χημικό τύπο NH₄⁺. Έχει ατομικό βάρος 18,05 g•mol^-1 και δημιουργείται από την πρόσθεση πρωτονίων στην αμμωνία (ΝΗ₃)

Τρισδιάστατη αναπαράσταση αμμωνίου (NH₄⁺)

Χημεία

Το κατιόν αμμωνίου παράγεται από την αμμωνία με την εξής διαδικασία

Η⁺ + :NH₃ → ΝΗ₄⁺

Το ζευγάρι ηλεκτρονίων στο άτομο αζώτου (Ν) της αμμωνίας παρουσιάζεται ως ένα ζευγάρι τελειών. Αυτό το ζευγάρι ηλεκτρονίων σχηματίζει το δεσμό με το πρωτόνιο (Η⁺).

Το ιόν αμμωνίου είναι ένα συγκριτικά ισχυρό συνδετικό οξύ το οποίο αντιδρά με συνδετικές βάσεις για να γυρίσει στην μορφή του μορίου της αμμωνίας:

ΝΗ₄⁺ + :Β → ΗΒ + ΝΗ₃

Όταν η αμμωνία διαλύεται στο νερό, ένα σημαντικό μέρος αυτής αντιδρά με τα ιόντα υδροξωνίου στο νερό για να παραχθούν ιόντα αμμωνίου

Η₃Ο⁺ + ΝΗ₃ ⇄ Η₂Ο + ΝΗ₄⁺

Ο βαθμός στον οποίο παράγεται αμμώνιο από την αμμωνία εξαρτάται από το pH του διαλύματος. Αν το pH είναι χαμηλό (υπάρχει μεγάλη συγκέντρωση κατιόντων υδροξωνίου) η ισορροπία πηγαίνει προς τα δεξιά : περισσότερα μόρια αμμωνίας γίνονται ιόντα αμμωνίου (προσλαμβάνοντας ένα πρωτόνιο). Αν το pH είναι υψηλό (η συγκέντρωση κατιόντων υδροξωνίου είναι χαμηλή) η ισορροπία πηγαίνει προς τα αριστερά: το ανιόν υδροξειδίου αφαιρεί ένα πρωτόνιο από το κατιόν αμμωνίου και παράγεται αμμωνία.

Ο σχηματισμός ενώσεων αμμωνίου μπορεί επίσης να προκύψει όταν το αμμώνιο βρίσκεται σε αέρια κατάσταση. Για παράδειγμα, όταν η αμμωνία (καθώς βρίσκεται σε αέρια κατάσταση) έρθει σε επαφή με υδροχλωρικό οξύ που βρίσκεται επίσης σε αέρια κατάσταση [HCl (g)] , σχηματίζεται ένα άσπρο «σύννεφο» χλωριούχου αμμωνίου, το οποίο τελικά μετατρέπεται σε στερεά μορφή όταν έρθει σε επαφή με επιφάνειες, πάνω στις οποίες σχηματίζεται μια λεπτή, άσπρη «στοιβάδα». Τα κατιόντα αμμωνίου μοιάζουν με τα κατιόντα αλκαλίων, όπως το κάλιο (Κ+) και το νάτριο (Na+) και μπορεί να βρεθεί σε άλατα όπως το όξινο ανθρακικό αμμώνιο (NH₄HCO₃), το χλωριούχο αμμώνιο (NH₄Cl) και το νιτρικό αμμώνιο (NH₄NO₃). Τα περισσότερα απλά άλατα αμμωνίου είναι πολύ ευδιάλυτα στο νερό.

Μείωση των κατιόντων αμμωνίου δίνει αμμωνία σε αέρια κατάσταση και υδρογόνο.

2 NH₄⁺ + 2 e^- → 2 NH₃ + H₂

Κατιόντα αμμωνίου μπορούν να διαλυθούν σε υδράργυρο για να σχηματιστεί ένα κράμα. Πρακτικά μπορεί να επιτευχθεί με την ηλεκτρόλυση ενός διαλύματος αμμωνίου με ένα ηλεκτρόδιο υδραργύρου^[1]. Αυτό το κράμα αποσυντίθεται αυθόρμητα και παράγεται αμμωνία και υδρογόνο^[2].

Δομή και Δεσμοί

Σε ένα κατιόν αμμωνίου το άτομο αζώτου σχηματίζει τέσσερις ομοιοπολικούς δεσμούς (συμπεριλαμβανομένου ενός ισοσταθμιστικού ομοιοπολικού δεσμού), αντί για τρεις δεσμούς, όπως στην αμμωνία, σχηματίζοντας ένα μόριο με ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων με αυτό του μεθανίου και έτσι είναι ενεργητικά ευνοϊκό.

Βιολογία

Τα ιόντα αμμωνίου είναι τοξικά απόβλητα του μεταβολισμού των ζώων. Στα ψάρια και τα ασπόνδυλα ζώα του νερού αποβάλλεται κατευθείαν στο νερό. Στα θηλαστικά, τους καρχαρίες και τα αμφίβια μετατρέπεται σε ουρία μέσα του κύκλου της ουρίας, ο οποίος λαμβάνει χώρα στο ήπαρ και αποβάλλεται μέσω του ουροποιητικού συστήματος, επειδή η ουρία είναι λιγότερη τοξική και μπορεί να αποθηκευτεί πιο αποτελεσματικά. Στα πτηνά, τα ερπετά και τα χερσαία σαλιγγάρια το αμμώνιο που παράγεται από το μεταβολισμό μετατρέπεται σε ουρικό οξύ, το οποίο είναι δυσδιάλυτο και γι’ αυτό το λόγο μπορεί να εξαχθεί με μικρή απώλεια νερού^[3].

Η αμμωνία είναι τοξική για τους ανθρώπους σε μεγάλες ποσότητες και μπορεί να προκαλέσει ζημιές στους βλεννογόνους των πνευμόνων^[4].

Παραπομπές

1. «Pseudo-binary compounds». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 27 Ιουλίου 2020. Ανακτήθηκε στις 3 Ιουλίου 2009.
2. «Ammonium Salts». VIAS Encyclopedia. http://www.vias.org/encyclopedia/chem_ammonia_salts.html.
3. Campbell, Neil A.· Jane B. Reece (2002). «44». Biology (6th edition έκδοση). San Francisco, California: Pearson Education, Inc. σελίδες 937–938. ISBN 0-8053-6624-5.
4. «Ammonia Toxicity».