Аммония хлорид

Хлорид аммония

Хлорид аммония наиболее широко известен потребителям, как пищевая добавка под кодом Е510. На вид это вещество представляет собой белоснежный порошок, состоящий из мелких кристалликов. Он не имеет никакого запаха и очень хорошо растворяется в воде, особенно в теплой и горячей.

Раствор хлорида аммония ведет себя совершенно иначе, нежели сухой порошок. При соединении этого вещества с молекулами воды происходит химическая реакция, результатом которой является всем известный нашатырный спирт. А он имеет очень резкий запах и возбуждающе действует на нервную систему.

Если вы когда-то теряли сознание и получали неотложную медицинскую помощь, вы наверняка помните этот запах.

История открытия хлорида аммония

Современная химическая промышленность научилась получать хлорид аммония путем пропускания оксида углерода через аммиачный раствор и хлорид натрия. Химическая формула готового вещества выглядит так: NH4Cl.

Однако хлористый аммоний известен человечеству очень давно.

Первые упоминания о нем относятся к тем временам, когда еще не существовало никаких химических формул, а вместо химии была ее прародительница – загадочная наука алхимия.

Сразу две величайшие мировые цивилизации параллельно и независимо друг от друга пришли к открытию этого вещества и начали применение хлорида аммония в медицине, в быту, а также в ходе проведения религиозных обрядов.

Древние греки получали хлористый аммоний из сажи, которая скапливалась в дымоходах.

Дело в том, что они отапливали свои жилища верблюжьим пометом, а хлористый аммоний является естественным продуктом разложения испражнений и мочи любого животного, включая человека.

Древние египтяне обнаружили хлорид аммония в виде белого кристаллического налета на стенах пещер. Они называли его «нушадир», и именно отсюда пошло современное название раствора хлористого аммония – нашатырь.

Кстати, слово «аммоний» тоже имеет древнеегипетское происхождение.

Так звали божество, у входа в храм которого, прихожане нюхали нушадир, чтобы впасть в состояние религиозного экстаза и увидеть «истинную суть вещей».

Когда до нушадира дошли руки алхимиков, отношение к нему, как к атрибуту религиозного культа, только усилилось.

Сжигание хлорида аммония сопровождается таким обильным и зрелищным выделением белого дыма, что этот процесс сразу же связали с неким божественным началом.

Считалось, будто бы густой белый дым являет собой свидетельство борьбы злого и доброго начал, с победой последнего, разумеется.

Свойства хлорида аммония

Возбуждающее действие паров хлорида аммония сразу привлекло внимание медиков, поэтому его давно используют в качестве средства для приведения человека в чувства в случае обморока.

Но следует понимать, что превышение концентрации или слишком длительное вдыхание этого вещества может вызвать полную остановку дыхания и летальный исход. Пользоваться нашатырем должен только врач, и только в том случае, когда это крайне необходимо. То есть, если человека не удается привести в сознание более щадящими методами.

Держать нашатырь в домашней аптечке – это крайне безответственно, особенно если в доме есть маленькие дети, которые могут до него добраться.

Медицинские свойства хлорида аммония не исчерпываются стимулирующим воздействием на центральную нервную систему. Его слабый раствор может использоваться в качестве мочегонного средства, а также при кашле, как отхаркивающее.

Применение хлорида аммония в пищевой промышленности

В мировой практике производства продуктов питания пищевая добавка хлорид аммония Е510 известна, как эмульгатор, загуститель и вещество, улучшающее свойства муки. В некоторых странах Европейского союза его добавляют в хлеб, хлебобулочные изделия, макароны, пекарские дрожжи, ягодные и фруктовые вина.

В Финляндии и Норвегии хлорид аммония используется в качестве приправы к рыбе. Его также можно встретить в составе лакричных конфет. Однако на сегодняшний день хлорид аммония практически исключен их списка востребованных пищевых добавок.

Ведется много спорных разговоров о балансе между вредом и пользой, но большинство специалистов настроено критически по отношению к этой пищевой добавке.

В России, а также в странах бывшего Советского союза хлорид аммония разрешен к применению в пищевой промышленности, но на практике используется очень редко.

Другие сферы использования хлорида аммония

Несмотря на потенциальную опасность для человеческого здоровья, хлорид аммония весьма востребован во многих хозяйственных отраслях. Его успешно применяют:

В качестве дымообразователя при изготовлении дымовых сигнальных шашек;
Для снятия оксидной пленки в процессе пайки и лужения стали;
Как сельскохозяйственное удобрение для нейтральных и щелочных почв;
При производстве гальванических элементов;
Для быстрого фиксажа изображений в процессе проявки фотографий.

Хлорид аммония (Е510)

Добавка “хлорид аммония” хорошо знакома большинству потребителей, так как слово “нашатырь” периодически используется в обиходе и не вызывает вопросов. Однако нашатырь Е510 не является нашатырным спиртом, который используют для приведения в чувство людей, потерявших сознание. Нашатырный спирт не что иное, как раствор гидроксида аммония с водой.

Хлорид аммония хотя и классифицируется как пищевая добавка Е510, но особенной популярностью среди производителей продуктов питания не пользуется, и в пище встречается достаточно редко.

Впрочем, это замечание не вполне справедливо для стран Европейского союза – там хлорид аммония можно обнаружить в некоторых популярных продуктах и лакомствах.

В химической и пищевой отрасли производства вещество ещё называют солянокислым аммонием или аммонийной солью.

Химическая характеристика, технологии получения вещества

Добавка, хотя и синтезируется искусственным путём для промышленных целей, распространена и в живой природе.

Впервые с неё столкнулись ещё жители древних Египта и Греции: египтяне обнаружили белый кристаллический налёт хлорида аммония на стенах пещер в скальных породах, а позже греки начали добывать его из сажи, которая образовывалась внутри печных труб. Топливом на тот момент служил высушенный помёт верблюдов.

И сегодня вещество встречается в виде налёта и корочек на скальных породах, рядом с вулканическими сопками и в расщелинах земной коры. Кроме того, аммониевая соль является одним из продуктов распада экскрементов животных.

На вид добавка представляет собой белый порошок, состоящий из мелких кристалликов. Именно порошковая форма вещества не имеет никакого запаха, на вкус она немного солоновата и оставляет ощущение прохлады во рту.

Хлорид аммония обладает высокой растворимостью в жидком аммиаке, этиловом и метиловом спирте, а также в воде, при чём особенно хорошо растворяется в тёплой или горячей воде.

Получаемый таким образом водный раствор как раз и имеет тот специфический резкий запах, хорошо знакомый каждому, кто хоть раз терял сознание. Кроме того, вещество подвержено реакциям со щелочами.

Иногда аммониевая соль встречается и в виде крупных кристаллов, но для удобства промышленного пользования её всё равно измельчают в порошок.

Температура плавления добавки Е510 – 337,6 градуса Цельсия, при температуре 338 и выше градусов происходит распад. При возгорании порошкообразная добавка выделяет густой белый дым.

Существует несколько способов синтезирования хлорида аммония. В лабораторных условиях выработка происходит путём проведения реакции аммиака с хлором. Для промышленных целей вещество получают в результате нескольких этапов:

углекислый газ пропускают через раствор аммиака и хлорида натрия;
из полученной смеси отделяют гидрокарбонат натрия;
маточный раствор, оставшийся после отделения, выпаривают.

Некоторые “умельцы” получают хлорид аммония в домашних условиях, используя для этого обычные солевые батарейки.

Как пищевая добавка, вещество чаще всего используется в качестве эмульгатора и загустителя: с его помощью можно создавать однородные смеси компонентов, которые не смешиваются в обычных условиях, а также улучшить консистенцию продукта и регулировать её вязкость.

Использование свойств аммониевой соли в промышленности

Хлорид аммония – не самая популярная пищевая добавка, впрочем, он всё равно используется для приготовления некоторых видов продуктов. Его добавляют в муку и тесто для улучшения их текстуры и придания её однородности. Кроме того, Е510 можно найти в составе такой пищи и напитков:

макаронных изделий;
кондитерской продукции;
плодовых и ягодных вин;
дрожжей.

Скандинавские страны пользуются свойствами добавки для изготовления лакричных конфет (это, кстати, одна из причин, почему ими нельзя увлекаться – при переедании лакрицы могут появиться тошнота и рвота именно из-за хлорида аммония). В Норвегии вещество известно как приправа к различным блюдам.

Различные сферы производства, кроме пищевой, тоже применяют аммониевую соль:

в металлургии для травления металлов;
для защиты древесины от паразитов в сфере деревообработки;
как реагент для опытов в химической промышленности;
фармацевтическая отрасль для производства некоторых лекарств;
для удаления оксидной плёнки в процессе пайки при сборке радиотехники;
в пиротехнической промышленности как дымообразователь;
в качестве азотного удобрения для сельского хозяйства;
как фиксаж для фотоснимков в процессе фотопечати.

Виноделы пользуются порошковой формой добавки в качестве подкормки для дрожжевой среды зреющих вин. Всего 0,3 грамма раствора на 1 литр напитка вносится не чаще, чем раз в месяц для того, чтобы вино могло перебродить до нужного состояния.

Техническая соль аммония, которая продаётся в аптеках, может быть полезной и в быту: его раствор хорошо выводит загрязнения с одежды, мебели, украшений, посуды и бытовой техники.

Воздействие вещества на человека

Самое известное свойство соли аммония – возбуждающее. При потере сознания вдыхаемые пары раствора вещества способны оказать сильный стимулирующий эффект на дыхательные центры и привести человека в чувство.

Кроме того, добавка обладает мочегонным свойством и может применяться для борьбы с отёчностью и застоями жидкости.

В таком случае предписывают принимать слабый раствор вещества в очень маленьких количествах. Добавка всасывается организмом из пищеварительного тракта и выводится почками вместе со всей лишней жидкостью.

Для тех, кто имеет в анамнезе заболевания почек, приём вещества категорически запрещён.

Также хлорид аммония оказывает отхаркивающее действие при сильном кашле, вызванном хроническим бронхитом, бронхиальной астмой или пневмонией.

Вдыхание большого количества паров добавки Е510 крайне опасно, так как может спровоцировать ожог дыхательных путей и остановку дыхания. Передозировка раствором аммониевой соли вызывает неприятные симптомы отравления: тошноту, рвоту и потерю аппетита.

В некоторых государствах использование этой пищевой добавки под запретом. В России, Украине и многих странах Европейского союза строгих ограничений по её использованию нет.

Существует неподтверждённая информация о том, что в процессе термообработки хлорид аммония становится токсичным и опасным для человека. Официальных доказательств пока обнародовано не было. Также нет у науки подтверждённых данных о возможной мутагенности или онкогенности вещества.

Хлорид аммония в виде порошка или раствора применяется во многих сферах промышленности.

Для человека это вещество не представляет серьёзной опасности при соблюдении некоторых элементарных требований осторожности, оно легко всасывается и выводится из организма, не причиняя ему существенного вреда.

Знаменитые лакричные конфеты, а также мучные изделия, макароны, сладости и плодовое вино – в этих продуктах можно столкнуться с пищевой добавкой Е510.

Снегопад в пробирке

Перед началом опыта наденьте защитные перчатки и очки.
Проводите эксперимент на подносе.
Соблюдайте меры предосторожности при работе с кипятком.

Общие правила безопасности

Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 12 лет.
Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.

Информация о первой помощи

В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
В случае травм всегда обращайтесь к врачу.

Рекомендации для родителей

Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
Данный набор опытов предназначен только для детей 12 лет и старше.
Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Аккуратно достаньте пробирку с хлоридом аммония из стакана. Делайте это в перчатках! Потрясите пробирку, затем опустите её в стакан и погрейте ещё 5 – 10 минут.

Пробирка остыла, но ничего не происходит

Подождите ещё несколько минут или опустите пробирку в стакан с холодной водой на 2 – 3 секунды.

Высыпьте в пробирку весь хлорид аммония NH4Cl (3.5 г).
Заполните доверху пробирку водой.
Плотно закройте пробирку крышкой и встряхните её.
Закрепите пробирку в держателе, как показано в инструкции.
Опустите пробирку в стеклянный стакан и залейте её горячей водой.
Поместите три свечи в горелку для сухого горючего и накройте её пламярассекателем. Подожгите свечи.
Поставьте стакан с пробиркой на пламярассекатель. Подождите 15 минут.
Держите пробирку в горячей воде до полного растворения хлорида аммония NH4Cl.
Поставьте пробирку на поднос и не трясите её в течение 2 – 3 минут.
В растворе появляются снежинки! Не спешите выбрасывать пробирку после окончания опыта − вы можете обратить снегопад и повторить его вновь! Как? Читайте в разделе «Развитие эксперимента».

Хлорид аммония выпадает в виде красивых снежинок при охлаждении его насыщенного раствора.

Утилизируйте твёрдые отходы эксперимента вместе с бытовым мусором. Слейте растворы в раковину, промойте избытком воды.

Хлорид аммония NH4Cl – вещество, которое растворяется в воде неплохо, но не бесконечно, а лишь до определённого момента, который называют насыщением. Тем не менее, как следует нагрев раствор, мы можем «насильно» растворить практически весь хлорид аммония, который был добавлен в пробирку. При постепенном охлаждении всё возвращается на круги своя, и NH4Cl выпадает в осадок.

Именно из-за того что охлаждение осуществляется постепенно, вещество не переходит обратно в порошок, а успевает выстроиться в красивые игольчатые снежинки.Интересно, что весьма похожий процесс протекает и при образовании настоящих снежинок: высоко в небе влажный воздух постепенно охлаждается, и, если температура ниже нуля, вода собирается в снежинки.

Неслучайно же снег тоже называют осадками!

Почему же при нагревании хлорид аммония NH4Cl лучше растворяется в воде? Как это характерно для большинства веществ, каждая составляющая их частичка всегда выбирает между двумя вечными ценностями: свободой и уютом. Составляющие хлорид аммония ионы NH4+ и Cl– весьма уютно чувствуют себя в кристалле.

Но любой кристалл – это серьёзное ограничение в передвижении: со всех сторон соседи, никуда не двинешься и не дёрнешься. Хотя эти соседи и весьма приятны в общении, их компания уже порядком надоедает, и всякий ион грезит о далёких путешествиях.

И когда хлорид аммония попадает в воду, именно она может осуществить заветную мечту любого иона, который теперь переходит в раствор. Следует отметить, что вода обеспечивает и весьма комфортные условия перемещения: каждый ион окружён «шубой» из молекул воды и чувствует себя весьма уютно.

Однако в какой-то момент воды уже не хватает на дальнейшее создание настолько комфортных «одёжек» для ионов, и растворение прекращается.

При нагревании ситуация меняется. Находясь в кристалле, каждый ион начинает больше дёргаться и, как говорится, раскачивать лодку. Соседи становятся всё более шумными и буйными, и уюта уже явно меньше. В растворе же каждый ион окружён уже не столь большой и уютной шубой, и на их создание уходит меньше молекул воды.

Таким образом, возникают свободные молекулы воды, которые увлекают каждый ион в захватывающее путешествие по раствору.С уменьшением температуры спадает и свободолюбивый пыл ионов. «Как было уютно в кристалле!» – вспоминают они.

Натешившись общением с водой, они находят в своих рядах единомышленников и объединяются обратно в кристаллы. Так как температура падает быстрее, чем ионы успевают переходить в твёрдую фазу, все новые ценители уюта предпочитают присоединиться к уже образовавшейся коммуне (маленькому кристаллику), нежели создавать новые.

Каждый кристаллик хлорида аммония разрастается в разные стороны увеличивающимися иголками, что делает их похожими на снежинки.

Как температура влияет на растворимость веществ в воде?

В большинстве случаев нагревание приводит к повышению растворимости вещества. Об этом говорит и наш повседневный опыт. Тем не менее, есть соединения, растворимость которых падает с увеличением температуры. Например, так ведёт себя карбонат лития Li2CO3.Следует, однако, различать растворимость вещества и то, как быстро оно растворяется.

При нагревании частицы более подвижны, и поэтому растворение – переход этих частиц в раствор – протекает быстрее. Растворимость же говорит нам не том, как быстро растворяется вещество, а о том, насколько много вещества может раствориться в том же самом количестве воды.

В данном случае быстроту растворения можно сравнить со скоростью, а растворимость – с расстоянием.

Давайте постараемся разобраться, чем же карбонат лития Li2CO3 отличается от многих растворимых в воде соединений.Во время проведения эксперимента по растворению хлорида аммония можно заметить, что вода немного охладилась после того, как её смешали с высыпанным в баночку веществом.

Такое охлаждение связано с тем, что при растворении хлорида аммония тепло поглощается. Этот экспериментальный факт указывает на то, что увеличению растворимости будет способствовать нагревание, ведь при растворении как раз и нужна подача тепла.

Так происходит и в случае многих других соединений, поэтому интуитивно нам кажется, что растворимость должна расти при увеличении температуры.Карбонат лития Li2CO3 относится к числу тех не столь многочисленных веществ, которые при растворении выделяют тепло.

Это означает, что нагревание будет только мешать растворению, ведь когда тепла вокруг много, выделить его не так-то просто.

Почему мы делаем опыт именно с хлоридом аммония, а не с другой солью?

Во-первых, растворимость хлорида аммония в горячей воде более чем в два раза выше, нежели в холодной. Поэтому в процессе опыта выпадает очень много «снежинок». Во-вторых, в условиях эксперимента именно NH4Cl позволяет получить такие «снежинки».

Это связано с тем, какое внутреннее строение имеют частички хлорида аммония и как они выстраиваются друг возле друга.

Попробуйте повторить опыт с поваренной солью NaCl – вы убедитесь, что выпадет не так много кристаллов, да и по форме они будут напоминать скорее кубики и их сростки, а не снежинки.

При небольшом нагревании хлорид аммония может возгоняться, то есть переходить из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкое. При охлаждении он обратно конденсируется в твёрдое состояние.

Такое свойство хлорида аммония позволило применять его как основу для дымовых шашек и в качестве рабочего вещества дымовых машин, поскольку обратно сконденсированный хлорид аммония образует густой белый дым.

Как и многие другие соединения, содержащие в своём составе азот N, хлорид аммония NH4Cl используется также и в качестве удобрения.