آمونیوم سولفات چیست؟ بررسی ساختار لوئیس، خواص و موارد کاربرد

آمونیوم سولفات یکی از نمک های معدنی و غیرآلی است که در صنایع مختلف به خصوص کشاورزی، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. فرمول شیمیایی این نمک به صورت (NH_۴)_۲SO_۴ بوده و همان طور که از فرمول آن مشخص است، برای تامین گوگرد و ازت درختان و محصولات زراعی به کار برده می شود. این ماده حاوی ۲۱ درصد نیتروژن و ۲۴ درصد گوگرد است. کاربرد سولفات آمونیوم در کشاورزی، در تهیه ی کودهای ازته است که به اصلاح خاک های کشاورزی با کاهش میزان PH کمک می کند. با مطالعه این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک به طور مختصر با کاربرد این نمک معدنی و خواص آن آشنا می شویم.

خواص سولفات آمونیوم

آمونیوم سولفات ماده ای به حالت فیزیکی جامد و به رنگ سفید، بدون بو و مزه ی شور است. حلالیت این ترکیب در آب، خوب بوده ولی در الکل و استون حل نمی شود. سولفات آمونیوم آب را جذب کرده و در ترکیب با مواد قلیایی، تولید گاز آمونیاک می کند. به این نمک معدنی، سولفات دی آمونیوم و دی آمونیوم اسید سولفوریک نیز گفته می شود. دو شکل کریستالی و گرانولی از این نمک تولید و در بازار عرضه می شود. نقطه ذوب دی آمونیوم سولفات، ۲۳۵ تا ۲۸۰ درجه سانتی گراد است.

تولید آمونیوم سولفات

وقتی آمونیاک با اسید سولفوریک تصفیه شود، تولید سولفات دیآمونیوم می کند. در این فرایند، ابتدا گاز آمونیاک و بخار آب را وارد یک رآکتور می کنند. در این رآکتور، محلول اشباع شده ای از سولفات آمونیوم و ۲ تا ۴ درصد اسید سولفوریک آزاد وجود دارد. دمایی که واکنش در آن انجام می شود، ۶۰ درجه سانتی گراد بوده و همین دما برای رآکتور حفظ می شود. اسید سولفوریک آزاد را به محیط واکنش اضافه می کنند تا سطح اسید آزاد آن حفظ شود. در این شرایط که اسید سولفوریک به محفظه ی حاوی گاز آمونیاک پاشیده شده است، محصول به صورت پودری به دست می آید. بعد از این که گرمای واکنش، کل آب را تبخیر می کند، محصول خشک به دست می آید.

ماده اولیه دیگری که برای تولید این نمک به کار برده می شود، گچ است. گچ خرد شده را به محلول کربنات آمونیوم اضافه کرده و محصول مورد نظر که نمک سولفات دی آمونیوم به صورت محلول حاصل می شود. در این فرایند، کربنات کلسیم به صورت جامد رسوب می کند.

ساختار لوئیس سولفات دی آمونیوم

کاربرد سولفات آمونیوم در کشاورزی

مهمترین کاربردی که دی آمونیوم سولفات دارد به عنوان کود برای تامین گوگرد و نیتروژن خاک است. این کود برای خاک های آهکی و قلیایی مناسب بوده و با کم کردن میزان PH از اسیدیته خاک می کاهد. این خاصیت سولفات آمونیوم به جهت داشتن گوگرد محلول است. همچنین نیتروژن این کود که به صورت یون آمونیوم با بار مثبت است، با یون های خاک پیوند برقرار کرده و آسان تبخیر نمی شود. اما اوره به جهت داشتن یون نیترات با بار منفی، با ذرات خاک پیوند ضعیفی برقرار کرده و آبشویی می شود. جنس خاک، نوع گیاه کشت شده در آن و عوامل دیگری تعیین کننده میزان کود مصرفی را تعیین می کند. اما بهترین زمان کاربرد این کود برای باغات، بهار است.

کاربرد سولفات آمونیوم در تصفیه آب

آمونیوم سولفات به جهت داشتن یون آمونیوم، در تصفیه آب به کار برده می شود. این یون در اثر ترکیب با کلر آزاد موجود در آب به ترکیبی کلری تبدیل شده و در نتیجه مانع واکنش کلر آزاد می شود. در اثر این واکنش، ترکیبات تری هالومتان و هالو استیک اسیدها تولید می شود. اما وقتی از این نمک جهت تصفیه آب استفاده می شود، ترکیبات خطرناک این چنینی تولید نمی شود.

کاربرد در صنایع غذایی

اتحادیه اروپا نمک معدنی دی آمونیوم سولفات را به عنوان یک افزودنی بی خطر تایید کرده است. در نتیجه از گرید خوراکی این نمک در تهیه محصولاتی چون آرد و نان استفاده کرده و این ماده می تواند میزان PH را تنظیم کند.

کاربردهای دیگر

از نمک مورد بحث در این مقاله در تقسیم شیمیایی پروتئین ها، بازدارنده شعله، به عنوان واکسن در کنترل برخی از بیماری ها، برنزه کردن چرم، پزشکی، داروسازی، صنعت نساجی، پودرهای آتش نشانی، تهیه نایلون و … نیز استفاده می شود.

قیمت

سولفات آمونیوم در بازار به صورت بسته بندی های یک تا چند کیلوگرمی حتی تا ۵۰ کیلوگرم و به شکل های گرانوله و یا پودری عرضه می شود. اما می توان آن را در تناژهای بالا با توجه به مساحت مزارع زیر کشت، نیز سفارش داد. از طریق شرکت های مختلفی این کودها عرضه می شود ولی در هنگام خرید باید دقت کرد که شرکت های معتبری انتخاب شود.

مسایل زیست محیطی

همان طور که در بالا گفته شد، در کودهایی مانند اوره، وجود آنیون نیترات آبشویی بیشتر آن ها را سبب می شود. علیرغم این که به راحتی توسط گیاه جذب می شود. اما چون کود سولفات دی آمونیوم بار مثبت دارد، دچار آبشویی نشده و منجر به آلودگی در منابع آبی به خصوص آب های زیرزمینی نمی شود. گوگرد موجود در این کود و تجزیه شدن آن، منجر به تولید اسید سولفوریک می شود. ازت موجود نیز با کم کردن میزان قلیاییت خاک نمی تواند تاثیر مخربی در محیط زیست داشته باشد. در نتیجه کود مورد بحث در محیط زیست اثرات منفی کمی دارد.