氯化銨 氯化銨(英文名:ammonium chloride)是一種無(wú)機化合物,別名鹵砂、鹽精,化學(xué)式是NH 4 Cl, 摩爾質(zhì)量 是53.497 g/mol,密度是1.527 g/cm ,易溶于水,微溶于 乙醇 。 。氯化銨加熱至一定溫度時(shí)會(huì )發(fā)生分解反應生成氨和氯化氫 。 氯化銨毒性較強,人體吸入氯化銨煙霧會(huì )損傷呼吸道,攝入會(huì )刺激人體口腔和胃部,造成輕度毒性,接觸時(shí)對眼睛和皮膚也有一定程度的損傷。
氯化銨廣泛應用于農業(yè)、工業(yè)和醫藥等領(lǐng)域。氯化銨產(chǎn)品分為工業(yè)用氯化銨和農業(yè)用氯化銨兩大類(lèi) ,工業(yè)用氯化銨可作為 干電池 、蓄電池、 銨鹽 、粘合劑等的原料。農業(yè)用氯化銨主要用來(lái)制作肥料用于農業(yè)生產(chǎn)中 。
理化性質(zhì)
物理性質(zhì) 固體氯化銨是一種白色或略帶黃色的晶體,易溶于水,也溶于 液氨 和 甘油 ,微溶于醇,難溶于丙酮、 乙醚 和 乙酸乙酯 。氯化銨水溶液呈弱酸性,加熱時(shí)其酸性會(huì )增強。氯化銨摩爾質(zhì)量是53.497 g/mol,相對密度是1.527 g/cm ,沸點(diǎn)是520 ℃,350 ℃升華,熔點(diǎn)是400 ℃ 。
化學(xué)性質(zhì) (1)氯化銨分解反應是可逆反應。氯化銨加熱至338℃時(shí)發(fā)生分解反應生成氨和 氯化氫 ,溫度降低后氨與氯化氫會(huì )發(fā)生化合反應生成氯化銨 。 (3)氯化銨與金屬氧化物之間的反應
(4)氯化銨與堿之間的反應
(5)氯化銨與酸的反應
(6)氯化銨與鹽的反應
制備方法
索氏制堿法 該方法是往通過(guò) 熟石灰 和純堿精制過(guò)的鹽水中通入 氨氣 ,制得 氨鹽水 。讓氨鹽水吸收二氧化碳,可以生成碳酸氫鈉和氯化銨 。
聯(lián)合制堿法 聯(lián)合制堿法又稱(chēng)為“侯氏制堿法” 。聯(lián)合制堿法的方程式與索氏制堿法相同,兩者的不同點(diǎn)在于聯(lián)合制堿法在于反應產(chǎn)物的處理方式。在聯(lián)合制堿法中,將產(chǎn)物中析出的碳酸氫鈉晶體過(guò)濾。然后在30~40 ℃下,在所得濾液中加入固體食鹽,通入氨氣,直至溶液達到飽和狀態(tài)。待溶液飽和后,降溫至10℃以下,氯化銨晶體析出。
復分解法 利用氯化鈉飽和溶液與 碳酸氫銨 飽和溶液反應,得到溶解度較小的碳酸氫鈉和溶解度較大的氯化銨 。 利用氯化鈉(食鹽)和 硫酸銨 反應生成氯化銨和硫酸鈉。
直接中和法 采用 鹽酸 吸收氨,將反應后所得溶液過(guò)濾、加熱濃縮、結晶、離心分離、干燥得產(chǎn)品氯化銨。
提純 將一定量的工業(yè)氯化銨溶于定量的蒸餾水中,在加熱沸騰的狀態(tài)下通入 氨水 ,繼續保持幾分鐘的沸騰狀態(tài)。然后過(guò)濾析出的沉淀。所得濾液用水冷卻并靜置一段時(shí)間后,過(guò)濾析出即可獲得氯化銨晶體。將產(chǎn)物用少量冰蒸餾水洗滌后,置于室溫下干燥,即可獲得純氯化銨。
相關(guān)標準 氯化銨產(chǎn)品分為工業(yè)用氯化銨和農業(yè)用氯化銨兩大類(lèi) 。
質(zhì)量指標 表1-1 工業(yè)用氯化銨的要求
指標名稱(chēng)
優(yōu)等品
一等品
合格品
氯化銨的質(zhì)量分數(以干基計)/%
99.5
99.3
99.0
水的質(zhì)量分數/%
0.5
0.7
1.0
灼燒殘渣的質(zhì)量分數/%
0.4
0.4
0.4
鐵的質(zhì)量分數/%
0.0007
0.0010
0.0030
重金屬的質(zhì)量分數(以 Pb 計)/%
0.0005
0.0005
0.0010
硫酸鹽的質(zhì)量分數(以 SO 4 計)/%
0.02
0.05
——
pH值(200 g/L)
4.0~5.8
表1-2 農業(yè)用氯化銨的要求
指標名稱(chēng)
優(yōu)等品
一等品
合格品
氮的質(zhì)量分數(以干基計)/%
25.4
24.5
23.5
水的質(zhì)量分數/%
0.5
1.0
8.5
鈉鹽的質(zhì)量分數(以 Na 計)/%
0.8
1.2
1.6
粒度(2.00mm~4.75mm)/%
90
80
——
顆粒平均抗壓碎力/N
10
10
——
砷及其化合物的質(zhì)量分數(以 As 計)/%
0.0050
鎘及其化合物的質(zhì)量分數(以 Cd 計)/%
0.0010
鉛及其化合物的質(zhì)量分數(以 Pb 計)/%
0.0020
鉻及其化合物的質(zhì)量分數(以 Cr 計)/%
0.0050
汞及其化合物的質(zhì)量分數(以 Hg 計)/%
0.0005
測量分析方法 下列測量方法中的蒸餾-滴定法和蒸餾比色法出自中華人民共和國國家標準GB/T 16484.13-2017 ,甲醛法出自中華人民共和國國家標準GB/T 2946-2018 ,沉淀滴定法出自中華人民共和國藥典 。
蒸餾-滴定法 在含有氯化銨的水溶液中,加入過(guò)量堿性試劑,加熱蒸餾,分解出的氨和水蒸氣用過(guò)量硫酸標準溶液吸收。吸收完成后,用氫氧化鈉標準溶液滴定硫酸溶液中未反應的硫酸,根據滴定過(guò)程中消耗的氫氧化鈉溶液的量來(lái)計算水溶液中氯化銨的量。
蒸餾-比色法 取一定量含有氯化銨的水溶液中,加入過(guò)量的堿性試劑,然后加熱蒸餾,分解得到氨和水蒸氣,用過(guò)量的硫酸標準溶液吸收。在含有強堿的溶液中,氨如果以游離態(tài)的形式或者是銨離子的形式存在,該物質(zhì)會(huì )與納氏試劑反應生成黃棕色的絡(luò )合物,可用火焰光度法測量在分光光度計420nm波長(cháng)處的吸光度,在通過(guò)計算可得水溶液中氯化銨的量。
甲醛法 在含有氯化銨的中性溶液中,加入一定量的甲醛溶液,銨鹽與甲醛發(fā)生反應生成六次甲基四胺在加入指示劑的情況下,用氫氧化鈉標準溶液進(jìn)行滴定,根據滴定過(guò)程中消耗的氫氧化鈉溶液的量來(lái)計算水溶液中氯化銨的量。
沉淀滴定法 取一定含量的氯化銨水溶液中加入用少量 糊精 配置的糊精溶液,加入一定量的碳酸鈣和幾滴熒光黃指示劑,搖勻后用硝酸銀溶液滴定,直至渾濁液有黃綠色變?yōu)樽霞t色。
應用領(lǐng)域
醫藥 氯化銨中的NH 4 可在體內轉運蛋白的幫助 下,有助于人體吸收NH 4 供 尿素 使用 。據此機制,可將氯化銨與其他原料一起制作生產(chǎn)輔助利尿藥 。
農業(yè) 氮元素是植物生長(cháng)發(fā)育所必需的營(yíng)養元素之一,而NH 4 是植物重要的氮元素來(lái)源之一。適量的氮元素的攝入可以反映植物良好的生長(cháng)狀態(tài) 。
氯化銨呈弱酸性,其作為氮源會(huì )導致土壤或培養液pH值發(fā)生變化,因此應該根據土壤情況以及植物所需狀態(tài)而選擇 是否施肥以及施肥方式。與氯化銨情況相反,NaNO 3 作為氮源加入培養液中則導致培養液的pH值上升。根據以上起境況,可以通過(guò)添加pH緩沖液有效控制培養液pH的范圍,進(jìn)而可以幫助以NaNO 3 和NH 4 Cl為氮源的植物獲得充族的元素攝取,幫助其在生長(cháng)階段的細胞生長(cháng)和生物量積累 。 氯化銨可以作為酵母菌的養料和面團 改進(jìn)劑的添加劑 。
工業(yè)
阻燃劑 氯化按與 氧化銻 以適當的比例復合成添加型阻燃劑對聚乙烯具有良好的阻燃效果,所需用量少且價(jià)格低廉,對聚乙烯的機械性能和電學(xué)性能影響小,因此該種復合阻燃劑具有良好的應用前景 。 氯化銨作為添加劑加入水中可以改變噴霧的分布,且隨濃度增加,霧滴粒徑增加,霧化錐角變小。受空間內氧含量和滅火時(shí)間的影響,滅火劑內氯化銨添加劑的濃度在2%時(shí),所發(fā)揮的滅火效果最好 。
催化劑 氯化銨是一種 強酸弱堿鹽 ,呈現Lewis酸性,量大且價(jià)格低廉,而且對環(huán)境友好,可應用于很多化學(xué)反應。在眾多有機 化合反應 中都發(fā)揮著(zhù)良好的催化作用,例如催化環(huán)化反應、 Knoevenagel縮合反應 、 Michael加成反應 、Ugi反應、氧化還原反應、偶聯(lián)反應、多組分反應以及重排和異構化反應等。氯化銨還可以與其它 金屬催化劑 協(xié)同催化,取得良好催化效果 。
其他 ZnCl 2 -NH 4 Cl 電解液 體系不僅能用于煉鋅,也可以用于鍍鋅、生產(chǎn)干電池、合成有機物、做釬焊時(shí) 釬劑 等 。 氯化銨溶于水會(huì )發(fā)生 吸熱反應 ,根據該特性可用作吸熱材料,與吸附材料 活性炭 制成復合濾棒 。 氯化銨可以作為改性劑。加入適量的氯化銨添加少量的氯化銨,可通過(guò)增大纖維的交聯(lián)程度和拉伸作用而顯著(zhù)改善Lyocell纖維的超分子結構和力學(xué)性能 。
安全事項
危險性 GHS分類(lèi) :
H302 (99.94%):吞食有害[警告急性毒性,口服]
H319 (100%):引起嚴重的眼睛刺激[警告嚴重的眼睛損傷/眼睛刺激]
毒性
LD50(半數致死量)大鼠口服:1650毫克/公斤。
危害
健康危害 氯化銨煙霧接觸時(shí)會(huì )刺激眼睛,接觸皮膚時(shí)同樣存在引起刺激的可能性。人體吸入氯化銨煙霧時(shí)還會(huì )損傷呼吸道。食入氯化銨會(huì )刺激口腔、食道和胃部 。
火災危害 氯化銨不可燃燒。但火災發(fā)生時(shí)溫度偏高,加熱或燃燒的狀態(tài)下,會(huì )使氯化銨分解放出刺激性或有毒的煙霧或氣體 。
處理措施
泄漏區處理措施 溢出物處理 :處理人員佩戴好防護措施后,將溢出物整理至儲存容器中,用大量水沖洗掉殘余物質(zhì)。
煙霧釋放 :做好個(gè)人防護措施,保持泄露區域空氣流通。
環(huán)境預防 :盡量不要讓泄漏物進(jìn)入下水道以及禁止排放至環(huán)境中,集中 保存處理。
急救措施 皮膚接觸 :立即將被污染的衣物脫下,用大量自來(lái)水或肥宅水沖洗至少20分鐘。
眼睛接觸 :用大量水沖洗至少20分鐘。
攝入急救 :用大量水漱口,及時(shí)就醫。
防護措施 :帶好防護眼鏡和防護衣以及防護手套。
滅火措施 選擇合適的滅火介質(zhì):水噴霧、耐 酒精 泡沫、干化學(xué)品或二氧化碳 。
儲存運輸 應儲存在陰涼、通風(fēng)、干燥的庫房?jì)龋⒁夥莱薄1苊馀c酸類(lèi)、堿類(lèi)物質(zhì)一起儲存運輸。運輸過(guò)程中,要避免氯化銨物質(zhì)遭到暴曬以及避免物質(zhì)與雨水發(fā)生接觸 。