Аммоний дигидрофосфат - удивительное вещество с уникальными химическими свойствами и широким спектром применения в промышленности. Давайте разберемся, что это за соединение и почему оно так важно.
Свойства аммония дигидрофосфата
Аммоний дигидрофосфат имеет химическую формулу NH4H2PO4. По химической природе это соль, образованная ортофосфорной кислотой и аммиаком.
Аммоний дигидрофосфат образует бесцветные прозрачные кристаллы тетрагональной сингонии, пространственная группа I 4 2 d, параметры ячейки a = 0,750 нм, c = 0,755 нм, Z = 4.
Дигидрофосфат аммония хорошо растворяется в воде и плохо - в органических растворителях. При нагревании он теряет воду и кристаллизационную воду, превращаясь в безводную соль. Также это вещество вступает в реакции с кислотами, щелочами и другими солями с образованием новых фосфатов.
Физические свойства
- Бесцветные кристаллы или белый порошок
- Растворимость в воде - 355 г/л (20°C)
- Температуры плавления - 190°C, кипения - не определена
Химические свойства
- При температуре выше 140°С разлагается с выделением воды
- Реагирует со щелочами, выделяя аммиак, фосфаты
- Вступает в реакции ионного обмена с солями тяжелых металлов
Например, взаимодействие с серебром происходит по реакции:
NH4H2PO4 + AgNO 3 → AgH2PO4↓ + NH4NO 3
| Растворимость в воде, г/л (20°C) | 355 |
| Растворимость в этаноле | Практически нерастворим |
| Температура разложения | 140°C |
Как мы видим, аммоний дигидрофосфат обладает рядом ценных химических свойств, позволяющих использовать его в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, научных исследованиях.
Получение аммония дигидрофосфата
В лабораторных условиях эту соль можно получить взаимодействием концентрированной ортофосфорной кислоты и водного раствора аммиака. Промышленным же способом аммоний дигидрофосфат синтезируют из фосфоритной муки, серной кислоты, аммиака и воздуха.
При этом используется следующая принципиальная схема:
- Получение фосфорной кислоты из фосфоритной муки
- Нейтрализация кислоты раствором аммиака
- Выделение, очистка и сушка аммоний дигидрофосфата
Пошаговая инструкция для получения небольшого количества аммония дигидрофосфата в домашних условиях:
- Взять 100 мл 10% водного раствора H3PO4
- Медленно добавлять 25% NH3·H2O до достижения pH 4
- Выделить образовавшиеся белые кристаллы фильтрованием
- Промыть кристаллы холодной водой и высушить
При работе обязательно использовать СИЗ, так как аммиак и кислоты опасны для здоровья. Также важно соблюдать правила хранения и утилизации химических отходов.
Применение аммония дигидрофосфата
Благодаря своим уникальным свойствам, аммоний дигидрофосфат нашел широкое применение в различных областях. Одно из основных направлений использования этого вещества - производство минеральных удобрений для растений. Аммоний дигидрофосфат является одним из компонентов популярного комплексного удобрения аммофос. Благодаря содержанию азота и фосфора, двух важнейших элементов питания растений, аммофос эффективно повышает урожайность и улучшает качество сельскохозяйственной продукции.
Применение в пищевой промышленности
В пищевой промышленности аммоний дигидрофосфат используется в качестве пищевой добавки E342. Она выполняет функции регулятора кислотности, антиоксиданта, эмульгатора. Добавка E342 применяется при производстве хлеба, молочных продуктов, напитков, кондитерских изделий. Также аммоний дигидрофосфат используется как питательная среда для культивирования дрожжей при изготовлении хлеба и алкогольных напитков.
Техническое применение
В промышленности дигидрофосфат аммония находит широкое техническое применение. В частности, эту соль используют:
- При пайке и лужении металлов (меди, олова, цинка) в качестве флюса
- Для огнезащитной пропитки дерева, тканей и бумаги
- Для синтеза кристаллов с нелинейными оптическими свойствами
- В производстве моющих средств и удобрений
Применение в научных целях
Благодаря способности образовывать качественные кристаллы, аммоний дигидрофосфат часто используется в научных исследованиях и лабораторных работах студентов химических специальностей. Кроме того, эту доступную и дешевую соль применяют для демонстрации различных химических опытов, например, реакций ионного обмена. В зависимости от условий, можно получить кристаллы самых неожиданных цветов и форм.
