Ammonium

Définition

L'ammonium est l'ion polyatomique NH₄⁺, dérivé de l'azote. Ce cation est la forme ionisée de l'ammoniaque, soit l'ammoniaque ionisée qui forme des sels avec des anions similaires aux ions de métaux alcalins. C'est l'acide conjugué à l'ammoniac de base NH₃. Il a un poids moléculaire de 18,04 et est formé par la protonation de l'ammoniac NH₃. Les sels d'ammonium sont par exemple le nitrate d'ammonium NH₄NO₃ ou le chlorure d'ammonium NH₄Cl.

La molécule d'ammonium :

L'ion ammonium a un pK a de 9,25. Les noms ammonium et aminium sont également des noms généraux pour les amines substituées, protonées ou chargées positivement, et les cations ammonium quaternaires N + R₄, où un ou plusieurs atomes d'hydrogène sont remplacés par des groupes alkyle (pouvant être symbolisés par R).

Explications

Dans le cas des sels d'ammonium organiques, l'atome d'azote a également quatre partenaires de liaison et une charge formelle positive. Cependant, au moins un radical organique est lié à l'atome d'azote, comme dans les chlorhydrates.

Propriétés

Un ion ammonium est tétraédrique. L'ammonium forme un équilibre de dissociation avec l'ammoniac. En raison de l'implication d'un ion oxonium, cet équilibre dépend du pH. La proportion d'ammoniac augmente avec l'augmentation du pH et de la température selon l'équation : NH₃ + H₃O⁺ ⇌ NH₄⁺ + H₂O.

La valeur pK de l'ammonium est de 9,2. Les sels d'ammonium (par exemple le sulfate d'ammonium) réagissent en solution aqueuse sous forme d'acides faibles et forment donc des solutions légèrement acides.

L'atome d'azote dans l'ammonium peut être relativement facilement oxydé en azote. Un exemple typique en est la décomposition thermique du bichromate d'ammonium.

(NH₄)₂Cr₂O₇ ⟶ N₂ + Cr₂O₃ + 4 H₂O

Dans la littérature, les sels d'ammonium sont souvent décrits comme des sels de pseudo -alcalins, résultant de leurs propriétés comparables aux sels de métaux alcalins. Cette analogie s'explique principalement par un rayon et une charge ioniques presque égaux. Ils sont particulièrement similaires dans leur solubilité dans l'eau, les sels de métaux alcalins.

Ammonium dans la nature et biologie

Dans la nature, l'ammonium est principalement produit par la dégradation des protéines. Il est donc utilisé par les poissons et la plupart des autres organismes aquatiques comme produit final, par exemple excrété par les branchies. Il est également libéré comme produit final lors de la décomposition bactérienne de la biomasse morte. Il joue un rôle important dans le cycle du citrate en ce qu'il réagit avec l'a-cétoglutarate sur l'acide glutamique.

L'ammonium présent dans le sol et dans les eaux consommant de l'oxygène (bactérien (y compris Nitrosomonas) en premier se transformant en nitrite et provenant d'une autre espèce bactérienne (y compris Nitrobacter) s'oxyda davantage en nitrate et ainsi "se détoxifie". En plus des bactéries, les archées jouent un rôle important dans l'oxydation de l'ammonium dans le sol. Ce processus s'appelle la nitrification et est tout à fait souhaitable dans le sol. La nitrification est également une partie importante de l'autoépuration dans les eaux.

L'ammoniac est toxique pour les poissons, même à faible concentration. Des concentrations d'ammonium dans l'eau comprises entre 0,5 et 1 mg/l sont donc considérées comme préoccupantes pour les poissons, en fonction du pH de l'eau. Avec des teneurs en ammonium supérieures à 1 mg/l, une étendue d'eau ne convient pas à la pêche.

✅ Les ions ammonium sont un déchet toxique du métabolisme chez les animaux. Chez les poissons et les invertébrés aquatiques, il est excrété directement dans l'eau. Chez les mammifères, les requins et les amphibiens, il devient de l'urée dans le cycle de l'urée, car il est moins toxique et peut être stocké plus efficacement. Chez les oiseaux, les reptiles et les serpents terrestres, l'ammonium métabolique est converti en acide urique, qui est solide et peut être excrété avec des pertes d'eau minimes.

🚩 L'ammonium est toxique pour les humains à des concentrations élevées et peut endommager la muqueuse des poumons ou provoquer des brûlures alcalines.

Importance physiologique

L'ion ammonium ressemble à l'ion potassium K⁺ à la fois en taille et en charge et peut donc prendre sa place dans l'organisme. Comme il réagit différemment, des synapses qui sont filtrant de potassium (Kalium), ne peut pas être séparé, il le bloque en permanence. Il agit donc comme une neurotoxine chez tous les organismes atteints de synapses contrôlées par le potassium.

✅ L'ammoniac dans l'urine indique un calcul.

Chez les mammifères, l'ammonium est converti en urée non toxique par le cycle de l'urée dans le foie et une partie du rein et est ensuite excrété par le rein. Chez les oiseaux et les lézards terrestres, l'acide urique est produit et excrété à la place. Les poissons ne nécessitent pas de conversion d'ammoniac, la peau en contact direct avec l'eau offre la voie facile de l'osmose.

Utilisations

Les sels d'ammonium sont les composés les plus importants de l'industrie des produits chimiques inorganiques. Ils sont produits à l'échelle du megaton et sont principalement utilisés comme engrais et, dans une moindre mesure, également dans les piles sèches et les colorants.

Le sel d'ammonium de l'acide thioglycolique est utilisé comme agent réducteur dans perm. Le sel d'ammonium de l'acide thiolactique est un autre exemple de chimie organique et est également utilisé dans le commerce de la coiffure.

Pour tester (échantillon) une substance à base d'ammonium mélangée avec un peu de soude caustique ou d'hydroxyde de sodium. L'ammoniac libéré au cours du processus peut soit être senti, soit être détecté au moyen de la décoloration basique d'une bandelette réactive à pH humide sur le mélange réactionnel (compatibilité croisée).

Les preuves sensibles sont la réaction avec le réactif de Nessler, qui réagit également aux amines. Une détermination quantitative sensible et sélective est effectuée selon DIN principalement par réaction de Berthelot pour former un indophénol bleu, dont la concentration peut être mesurée par colorimétrie.

Chimie organique

Le chlorure de tétraméthylammonium et le chlorhydrate de triéthylamine sont des exemples de sels d'ammonium organiques dans lesquels l'atome d'azote a aussi quatre partenaires de liaison, mais il s'agit de radicaux organiques ou en partie aussi d'atomes d'hydrogène, comme dans les chlorhydrates, les hydrobromures ou les iodhydrates.

En rapport avec "ammonium"

• ammoniac

  

  L'ammoniac est un gaz incolore composé de 82 % d'azote (N) et de 18 % d'hydrogène (H) dont la formule chimique est NH3.

• ammoniaque

  

  L'ammoniaque (hydroxyde d'ammonium) est la solution aqueuse basique de l'ammoniac, de symbole NH3(aq).

• ammonification

  

  L'ammonification est le processus par lequel des organismes microscopiques comme des bactéries ou d'autres types d'organismes en décomposition, décomposent...

• ammonisation

  

  L'ammonisation est la transformation de l'azote organique (matière vivante, déchets organiques) en azote ammoniacal (ammoniac, ammoniaque, nitrites, nitrates).