Сульфат аммония: описание, применение, польза и вред, реакции

Сульфат аммония – это вещество, которое широко применяется для изготовления минеральных, серосодержащих, азотных удобрений. Используется весной для ускорения роста растений, а осенью – уничтожения вредителей. Рассмотрим: что такое аммонийный сульфат, формулы, реакции, где применяется, вред и пользу, класс опасности\токсичности, где купить.

Что такое сульфат аммония

Сульфат аммония – это соединение, образованное аммонийным гидроксидом и серной кислотой (NH₄OH+H₂SO₄). Представляет собой среднекислую синтетическую соль кристаллизованной, гранулированной, порошкообразной формы, белого\прозрачного цвета. Технический сорт (коксохимический) – красноватого, синеватого или серого.

Дополнительные названия:

• сернокислый аммоний;
• сернокислотная аммонийная соль:
• аммонийная соль серной кислоты;
• кислая аммониевая (аммонийная) соль;
• аммонийная серная кислота;
• ammonium sulphate;
• пищевая добавка Е517.

Сульфат аммония состоит из воды – 0,2%, кислоты (серной) – 0,03% (максимум), азота (в пересчете на сухое вещество) – минимум 21%. Положительно влияет на рост растений, формирование плодов (клубней), повышает урожайность и содержание белка в пшеничном зерне, поэтому широко применяется для изготовления почвенных удобрений.

Формула и свойства cульфата аммония

• Формула (химическая): (NH₄)₂SO4;
• Рациональная: H₈N₂O₄S;
• Плотность (20°C): 1,769 г/см³;
• Масса (г\моль): 132,14052;
• Теплоемкость (Дж/(моль·К)): 187,4;
• Энтальпия образования (Дж/(моль·К)): –1180,26
• Разложение при: 218°C;
• Плавления: 235-280°C;
• Гигроскопичность: малая;
• Слеживаемость: минимальная;
• Рассеиваемость: высокая;
• Окисляемость: высокая (под действием, например: KM_nO₄);
• Разложение: с аммиачным испарением;
• Состояние: твердое;
• Запах: отсутствует. При разложении может присутствовать резкий аммиачный;
• Вкус: кислый;
• Рассыпчатость: 100%.

Растворимость cульфата аммония в Н₂О (100 мл\г):

• 0-30°C – 70-78;
• 30-50°C – 78-84;
• 50-80°C – 84-94;
• 100°C – 102.
• В кислоте (муравьиной): 95%: 25,4 (16,5 °C);
• В диэтиле, этаноловом спирту, ацетоне – не растворяется.

Молекула сульфата аммония

Сульфат аммония реагируя с железом, алюминием формируются 2-е соли. Например: соль Мора, алюмо-аммиачные квасцы.

Химические реакции, свойства

При 147°C разлагается и аммониевый гидросульфат + аммиак: (NH₄)₂SO₄→NH₄SO₄ + NH₃;

Гидросульфат распадается на Н₂О, аммиак и серный ангидрид при 500°C:

NH₄SO₄→NH₃+SO₃+Н₂О.

Реакции гидролиза:

(NH₄)₂SO₄↔2NH₄⁺+ SO₄^2–;

(NH₄)₂SO₄+2HOH↔2NH₄OH+H₂SO₄;

NH₄⁺+SO₄^2–+HOH↔NH₄OH+SO₄^2–+H⁺.

Обменные взаимодействия (солевые, щелочные, кислотные):

(NH₄)₂SO₄+H₂SO_4(conc)=2NH₄HSO₄;

(NH₄)₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2NH₄Cl;

(NH₄)₂SO₄+2NaOH_(conc)=Na₂SO₄+2NH₃↑+2H₂O.

Окисление калиевого дихромата и перманганата:

(NH₄)₂SO₄+K₂Cr₂O₇=N₂↑+Cr₂O₃+K₂SO₄+4H₂O (t=250-350°C);

(NH₄)₂SO₄+2KMnO₄=2MnO₂↓+N₂↑+4H₂O.

Получение

Существует 2 способа добычи сульфата аммония: лабораторный и промышленный. В первом случае добиваются вещества, путем взаимодействия между серной кислотой (концентратом) и жидким аммиаком (в специальном устройстве, формирующем гранулы):

2NH₃+H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄

В последнем применяют производственные дымовые отходы вместо аммиака.

Особенности:

• подготавливают дымовые отходные газы (из коксопечей) для взаимной реакции с серной кислотой;
• нейтрализуют синтетическим аммиаком серной кислоты;
• получают, обрабатывая гипс жидким аммонийным карбонатом.

Для очищения белков, производства съестной вискозы используют газы от сернокислотных заводов\электростанций. При этом совмещают газообразный аммиак и разные аммонийные соли, связывающиеся между собой. Далее полученное малотоксичное вещество применяют для водопроводной очистки.

Сферы применения

Благодаря окислительным свойствам и незначительной токсичности, сернокислый аммоний широко применяют: в продуктовой отрасли, садоводстве, аграрной индустрии, текстильной и биохимической отрасли.

Изготовление продуктов

Пищевая добавка Е517 (сернокислый аммоний) – эмульгатор, стабилизатор. Улучшает качество муки, хлеба. Применяется, в качестве носителя-наполнителя продуктов, соли, питания (подкормки) для дрожжей.

Сульфатом аммония (очищенным) обрабатывают дрожжевые семена от загрязнений, микроорганизмов, не влияя на качество продукта. При изготовлении дрожжей азот улучшает их бродильность.  Благодаря окислительным способностям в хлебопекарной промышленности Е517 улучшает формоудерживающие свойства, текстуру теста, увеличивает объем хлеба.

Фотография

Сульфат аммония применяют, как дезинфектор и отбеливатель при проявлении и фотопечати.

Очистка водопроводной воды

В воду добавляют пищевую добавку Е517, затем хлорируют. Связываясь, вещества образуют свободный хлор (хлорамины), уменьшающие в жидкости количество вредных хлорсодержащих веществ. Метод безопасно очищает воду, снижает расход хлора, предотвращает трубную коррозию.

Биохимия

Сульфат аммония применяется для биохимической очистки белков (переосаждениемм аммонийного сульфата).

Текстиль

Сульфат аммония применяется  при окрашивании тканей, производстве вискозы на этапе ксантогенирования щелочной целлюлозы.

Фармацевтика

Сульфат аммония – это составляющая лекарств, улучшающих кровяную свертываемость.

Огнеупорные вещества

Сульфат аммония добавляют в огнетушители. Также используются промышленными предприятиями, требующими снижения воспламеняемости веществ.

Садоводство, аграрная промышленность: удобрения с сульфатом аммония

Изготовление почвенных удобрений для аграрной промышленности – наибольшая область применения аммониевого сульфата. В земле соли растворяются, где большая часть катионов NH₄⁺ поглощается вместе с эквивалентными вытесненными. Аммонийные ионы теряют подвижность, поэтому не вымываются из земли, хорошо поглощаются растениями.

В результате взаимодействия с почвенными катионами аммонийный азот превращается в нитраты (способом нитрификации). Скорость преображения зависит от: реакции почвы, биологической активности, влажности, аэрации, температуры и окультуренности земли.

При нитрификации чрезмерная кислотность и избыток увлажнения замедляют процесс, а известкование, снижающее кислотность – ускоряет. В результате высвобождается серно-азотная кислота. Уравнение:

(NH₄)₂SO₄+4O₂→2HNO₃+H₂SO₄+2H₂O

В земле удобрение взаимодействуют с почвенными бикарбонатами и катионами, участвующими в минеральной кислотной нейтрализации, вытесняющей основания водородом. Ослабление почвенной буферной способности приводит к повышению кислотности.

Единоразовое использование удобрений с сульфатом аммония практически не влияет на кислотность земли. Достигают желаемого результата регулярным применением, снижением буферной способности почвы.

Применение удобрений с сульфатом аммония на типах почв

Польза сульфата аммония в почве – окисление. Добиться желаемого результата можно только при длительном применении удобрения.

Чернозем

Кислотность нормализуется, в течение 15 лет, но на урожайность это не влияет. Почва обладает высокой поглощаемостью, буферностью и значительным содержанием гумуса.

Кислая почва

Нужная кислотность проявляется в течение 1-3 лет. Чтобы урегулировать кислотный почвенный баланс и реакцию земли, рекомендуется нейтрализовывать удобрение известью (в пропорциях 1 ц\1,3 ц) или известковать до обработки.

Легкая

Лучше всего реагирует на удобрение, т.к. аммоний мигрирует слабо. Осенью вкладывают на глубину до 25 см, весной – 15 см. Гранулы хорошо лежат, не утрачивают свойств всю зиму. Из-за высокой водопроницаемости много удобрения уходит вглубь почвы, поэтому эту землю удобряют чаще. Для улучшения эффекта аммониевый сульфат сочетают с органическими и минеральными комплексами.

Каштановая\серозем (степной грунт)

Хорошо поддаются обработке, плодородят, содержат в составе перегной. Субстрат обладает слабощелочной реакцией, а свойство (аммониевого сульфата) задерживать влагу защищает от пересыхания, негативного ветряного воздействия.

Как использовать

Сульфат аммония в качестве удобрения одинаково эффективен в кристаллизованной форме и, в виде жидкого раствора. Можно использовать удобрение:

• внесением в грунт (для обеззараживания, подкисления, обогащения субстрата);
• под листьями (внекорневая подкормка);
• корневое питание (полив жидким раствором аммониевого сульфата).

Таблица норм применения сульфата аммония как удобрения для разных видов почв, культур и деятельности:

Влияние на организм человека, возможный вред

При адекватном использовании малотоксичный аммониевый сульфат безопасен для человека. Напротив: нейтрализует серой нитраты, предотвращает изменение растительной структуры и плода.

Польза:

• повышает урожайность;
• увеличивает зеленую массу, которая сохраняет оттенок дольше (сравнительно с зеленью, не обработанной сульфатом аммония);
• укрепляет, улучшает вызревание побегов, качество плодов, ягод.

Употребление продуктов, содержащих пищевую добавку Е517 в ограниченных количествах полностью безопасно. Есть\пить концентрат категорически противопоказано.

Тип пищевой добавки

Пищевая добавка Е517 (сульфат аммония) классифицирован под индексом Е500-Е599 – эмульгатор, стабилизатор, смешивающий несмешивающиеся ингредиенты. Также используется, как пищевой окислитель, обеззараживатель продуктов.

Класс опасности и токсичности

Высшесортный сульфат аммония (ГОСТ 9097-82) утвержден паспортом безопасности вещества (материала) председателем правления ГАК «Узкимесаноат» Шерматовым Х.А. Считается умеренно опасным для человека, имеющим 4 класс опасности и токсичности. Характеризуется химически устойчивым и физиологически кислым (азотным), не взрывоопасным, пожаробезопасным, негорючим веществом.

Причины и признаки поражения человека аммониевым сульфатом

Под влиянием высоких температур сульфат аммония разлагается на серную трехокись и аммиак.

• серная трехокись оказывает удушающее воздействие: поражает легкие, бронхи, слизистые оболочки органов дыхания;
• аммиак задерживает мочу, вызывает обильное слезотечение, боль в животе, тошноту, рвотный рефлекс.

Сульфат аммония может попадать в организм через слизистые оболочки рта, легких, глаз, сквозь кожу. При этом наблюдаются реакции от аллергических, острых болей и до асфиксии, анафилактического шока.

Оказание первой помощи:

• при попадании на кожу обильно промыть пораженную область проточной водой с гигиеническим средством. Во избежание механического повреждения дермы, поверхность сильно не тереть;
• при вдыхании паров. Вынести потерпевшего на свежий воздух, освободить шею, вызвать скорую помощь;
• при проглатывании жидкости\кристаллов. Предотвратить отравление большим количеством питья воды, активированным углем, содой.

На предприятиях обязательно должны быть вентиляционные системы, обеспечивающие приток кислорода персоналу и, снижающие концентрацию пыли\газов воздухе. Сотрудники должны работать в спецкостюмах, защитных очках, перчатках, респираторах. Запрещено в рабочей форме употреблять пищу, пить, курить (в целях личной безопасности).

Хранение и транспортировка

Контейнеры с веществом хранят на открытых площадках. Кристаллизованное вещество только в сухих крытых складах, препятствующих попаданию влаги.

Перевозить можно насыпью или в упаковке. Транспортировку выполняют разными видами транспорта (кроме авиации), придерживаясь правил перевозок. Можно перевозить грузовыми\полугрузовыми железнодорожными вагонами, автотранспортом, предусматривающим укрытие вещества под кузовом.

Где купить и сколько стоит сульфат аммония, расфасовка

В продаже аммониевый сульфат распространен среди мелких и крупных дилеров, что упрощает покупку вещества фасовкой 1, 5, 10, 25, 50 кг для применения в пищевой, сельскохозяйственной деятельности. Крупные предприятия, нуждающиеся в больших объемах могут заказать напрямую у производителя. Поставщики, дистрибьюторы самостоятельно организуют доставку удобным видом транспорта, включая курьерскую, железнодорожную.

Объемы заказа не ограничены. В среднем, стоимость аммониевого сульфата – 60 руб\кг. Оптовым и постоянным покупателям предоставляют скидку. Цена пищевой добавки Е517 примерно 26 руб\кг.

Заключение

Сульфат аммония малотоксичен, безопасен при рациональном, правильном применении. Широко используется для подкормки растений, улучшения урожайности сельскохозяйственными, аграрными предприятиями. Работать с веществом нужно аккуратно, используя перчатки, респираторы, защитные очки. При попадании в органы дыхания, глаза, ротовую полость немедленно оказать потерпевшему первую помощь и отправить в госпиталь.

Читайте также:

• Сульфат калия: свойства, формула, применение
• Сульфит калия: свойства, применение, формула, реакции
• Сульфат кальция: свойства, польза и вред, реакции, применение
• Сульфат меди (медный купорос): описание, применение, польза и вред, инструкция