سولفات آمونیوم

آمونیوم سولفات| Ammonium Sulfate یک نمک معدنی است. این ترکیب معدنی کاربردهای بسیاری در صنایع مختلف دارد.

درصد قابل توجهی از این ماده برای تهیه کودهای آمونیوم و کودهای نیتروژن دار مصرف می‌شود. این کودهای کشاورزی عموماً حاوی ۲۱٪ نیتروژن و ۲۴٪ گوگرد است.

اگر نامی از کودهای ازت (N) برای تولید محصولات زراعی هم شنیده‌اید به همین ترکیب آمونیوم سولفات اشاره دارد.

این ماده یکی از اولین و پرکاربردترین کودهای ازت است اما در حال حاضر کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد! اما اگر به طور ویژه در مواردی به کودهای حاوی N و گوگرد (S) نیاز باشد، این ترکیب معدنی، بسیار با ارزش خواهد بود. حلالیت بالای آن موجب شده که برای بسیاری از کاربردهای کشاورزی مصرف شود.

آمونیوم سولفات به همراه ویژگی‌ها، روش تولید و کاربردهای آن

Ammonium Sulfate معمولاً به عنوان نرم کننده خمیر به محصولات غذایی نان اضافه می‌شود. این ماده همچنین در اجزای اولیه ساخت پودر کپسول آتش نشانی و مواد ضد حریق وجود دارد.

صنایع شیمیایی، خمیر چوب، منسوجات و داروسازی نیز سایر موارد استفاده از این نمک سولفات هستند.

نگاهی به تاریخچه آمونیوم سولفات

این ماده به طور طبیعی به صورت یک کانی معدنی با نام ماسکاگنیت معدنی کمیاب (rare mineral mascagnite) در بخارات آتشفشانی و در اثر آتش سوزی ذغال در بقایای آن تشکیل می‌شود.
روش‌های تولید سولفات آمونیوم

این ترکیب شیمیایی از طریق تیمار آمونیاک، اغلب به عنوان یک محصول جانبی خروجی از کوره‌های کک، در حضور اسید سولفوریک تهیه می‌شود؛ این معادله را در قسمت زیر مشاهده می‌کنید:

2NH3 + H2SO4 → (NH4) 2SO4

مخلوطی از گاز آمونیاک و بخار آب به یک راکتور وارد می‌شود؛ رآکتور، حاوی محلول اشباع سولفات آمونیوم و حدود ۲ تا ۴٪ اسید سولفوریک آزاد در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد است.

اسید سولفوریک غلیظ برای تنظیم محیط اسیدی محلول و حفظ سطح اسید آزاد به آن اضافه می‌شود. گرمای واکنش، دمای راکتور را در ۶۰ درجه سانتیگراد، ثابت نگه می‌دارد.

سولفات آمونیوم خشک و پودری با پاشش اسید سولفوریک در محفظه واکنش، پر شده از گاز آمونیاک، تشکیل می‌شود. گرمای واکنش، تمام آب موجود در سیستم را تبخیر می‌کند و یک نمک پودری تشکیل می‌دهد.

این ماده از گچ با فرمول شیمیایی CaSO4.2H2O نیز تولید می‌شود. گچ به قطعات بسیار ریز، خرد شده و به محلول کربنات آمونیوم اضافه می‌شود.

کربنات کلسیم به صورت جامد رسوب می‌کند و سولفات آمونیوم را در محلول باقی می‌گذارد. این واکنش را در قسمت زیر مشاهده می‌کنید:

2CO3 (NH4) + CaSO4→ (NH4) 2SO4 + CaCO3

خواص آمونیوم سولفات

ویژگی‌های ساختاری:

آمونیوم سولفات، نمکی از آمونیاک و اسید سولفوریک است. در شرایط دما و فشار استاندارد، این ترکیب به شکل دانه‌های ریز سفید یا بلورهای کریستالی در می‌آید. این ماده در الکل یا آمونیاک مایع، حل نمی‌شود. کمی خاصیت جذب رطوبت دارد و در رطوبت نسبی بالای ۸۱ درصد (در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد) آب را از هوا جذب می‌کند.

سولفات آمونیوم در دمای کمتر از ۴۹.۵- درجه سانتیگراد خاصیت فروالکتریک پیدا می‌کند. در دمای اتاق، در سیستم ساختاری ارتورومبیک متبلور می‌شود.

واکنش‌های سولفات آمونیوم:

این ماده با گرم شدن در دمای بیشتر از ۲۵۰ درجه سانتیگراد تجزیه می‌شود؛ در این فرآیند، در ابتدا بی سولفات آمونیوم تشکیل می‌شود. گرم شدن در دماهای بالاتر باعث تجزیه آن به آمونیاک، ازت، دی اکسید گوگرد و آب می‌شود.

محلول سولفات آمونیوم به عنوان نمکی از یک اسید قوی (اسید سولفوریک) و باز ضعیف (آمونیاک)، خاصیت اسیدی دارد. pH محلول ۰.۱ میلی متر، برابر با ۵.۵ است. در محلول‌های آبی، واکنش‌ها مربوط به یون‌های آمونیوم و سولفات است. به عنوان مثال، افزودن کلرید باریم، سولفات باریم را به صورت رسوب تولید می‌کند.

هنگامی که محلول این ماده با محلول‌های هم غلظت از سولفات فلزی مخلوط شده و محلول به آرامی تبخیر می‌شود، نمک‌های مضاعف متنوعی تولید می‌کند (سولفات‌های فلزی آمونیوم).

با یون‌های فلزی سه ظرفیتی، ترکیباتی مانند سولفات آمونیوم فریک تشکیل می‌شود. سولفات‌های دو فلزی شامل سولفات کبالت آمونیوم، سولفات دی آمونیوم آهن، سولفات نیکل آمونیوم هستند.