سولفات آمونیوم چیست؟

سولفات آمونیوم یک ترکیب معدنی با فرمول شیمیایی NH4)₂SO₄) می باشد که در صنعت با نام هایی همچون سولفات دی آمونیوم یا نمک دی آمونیوم اسید سولفوریک شناخته شده است. این ماده شیمیایی به عنوان کریستال سفید رنگ محلول به شکل گرانول برای ذخیره سازی مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه به معرفی خواص فیزیکی و شیمیایی سولفات دی آمونیوم و کاربردهای آن در صنایع دیگر به ویژه کشاورزی می پردازیم.

سولفات آمونیوم چیست؟

سولفات آمونیوم (Ammonium sulfate) نمکی از آمونیاک و اسید سولفوریک است که در شرایط استاندارد دما و فشار، به شکل گرانول یا کریستال های سفید ریز در می آید و هنگامی که سولفات آمونیوم با مواد قلیایی واکنش می دهد، گاز آمونیاک تولید می کند.

این ماده شیمیایی یک نمک معدنی با حلالیت بالا است و به دلیل ماهیت یونی که دارد، به طرز شگفت انگیزی در آب حلال بوده و به آسانی آب را جذب می کند؛ درحالی که سولفات دی آمونیوم در محلول هایی مانند الکل یا استون حل نمی شود. سولفات آمونیوم به دلیل حلالیت خوبی که دارد، ساختار پروتئینی را ته نشین کرده و به عنوان یک رسوب دهنده عمل می کند.

خواص فیزیکی سولفات آمونیوم

همانطور که اشاره کردیم، سولفات آمونیوم یک جامد کریستالی جامد بدون بو است که به صورت سفید نیمه شفاف ظاهر می شود و طعمی شور دارد. چگالی این ماده شیمیایی 1.77 گرم بر سانتی متر مکعب و نقطه ذوب آن از 235 تا 280 درجه سانتیگراد متغیر است که با حرارت بالای 250 درجه سانتیگراد تجزیه می شود. سولفات دی آمونیوم در دمای پایین فروالکتریک، تشکیل داده و در دمای اتاق، متبلور می گردد.

خواص شیمیایی سولفات آمونیوم

یکی از خواص آمونیوم سولفات که می توان به آن اشاره کرد، تشکیل نمک با کاتیون های اضافی مانند فلزات است. به عنوان مثال، سولفات دی آمونیوم می تواند نمک آمونیوم سولفات آهن یا نمک های دیگر با خواص متفاوت از این ماده شیمیایی را تشکیل دهد. گرمای بیش از حد، آمونیوم سولفات را تجزیه کرده و بی سولفات آمونیوم را تشکیل می دهد. در این صورت، حرارت بیشتر آن را به آمونیوم، نیتروژن، دی اکسید گوگرد و آب تجزیه می کند.

بیشتر بخوانید: پلی الکترولیت

کاربرد آمونیوم سولفات در کشاورزی

سولفات آمونیوم عمدتاً به عنوان کود مصنوعی برای خاک های قلیایی مورد استفاده قرار می گیرد و هنگامی که این ماده شیمیایی به خاک مرطوب وارد می شود، یون آمونیوم آزاد می کند. این عمل باعث شده، مقدار کمی اسید ایجاد شود تا pH خاک را تنظیم کند. علاوه بر این، استفاده از این ماده شیمیایی به رشد گیاهان کمک می کند. سولفات دی آمونیوم ارزان تر از سایر کودهای مصنوعی می باشد و به عنوان علف کش مورد استفاده قرار می گیرد؛ زیرا علف های هرز را سوزانده و یا آنها را کاملاً از بین می برد.

نکته قابل توجه در این است که پس از افزودن این ماده شیمیایی به خاک، آمونیوم سولفات به سرعت در اجزای آمونیوم و سولفات حل شده و اگر روی سطح خاک باقی بماند، ممکن است در شرایط قلیایی مستعد از دست دادن گاز باشد. در این صورت، متخصصان کشاورزی توصیه می کنند که مواد را در زمان مناسب به خاک اضافه کنید. زمانی که منبع آب حاوی غلظت قابل توجهی از کلسیم (Ca)، منیزیم ( Mg ) یا سدیم (Na) باشد، محلول آمونیوم سولفات به عنوان علف کش می تواند، عملکرد بهتری داشته باشد.

بیشتر گیاهان از هر دو شکل آمونیوم و نیترات نیتروژن برای رشد خود استفاده کنند. در حالی که در خاک های گرم، میکروب ها در فرآیند نیتریفیکاسیون شروع به تبدیل آمونیوم به نیترات می کنند. در طی این واکنش، اسیدیته [H+] آزاد شده و پس از استفاده مکرر، pH خاک کاهش می یابد.

کاربردهای رایج سولفات آمونیوم

• به عنوان حشره کش کاربرد دارد.
• برای دباغی چرم استفاده می شود.
• به عنوان یک ضد عفونی کننده عمل می کند.
• از این ترکیب در تولید بردهای مدار چاپی استفاده می گردد.
• به عنوان تنظیم کننده اسیدیته در آرد و نان استفاده می شود.
• آمونیوم سولفات به عنوان نگهدارنده چوب مورد استفاده قرار می گیرد.
• نقش مهمی در تولید واکسن ها در طول فرآیند تصفیه ایفا می کند.
• نقش مهمی در تصفیه آب آشامیدنی برای گندزدایی و کدورت دارد.
• در صنایع شیمیایی همچون خمیر چوب، نساجی و داروسازی کاربرد دارد.
• در پودر کپسول آتش نشانی و مواد ضد شعله مورد استفاده قرار می گیرد.
• سولفات آمونیوم در آرایش سایر نمک های آمونیوم، به ویژه آمونیوم پرسولفات استفاده می شود.
• شرکت های غذایی معمولاً آمونیوم سولفات را به عنوان نرم کننده خمیر به محصولات نان اضافه می کنند.
• سولفات آمونیوم به عنوان یک معرف برای زیست شناسی مولکولی استفاده می شود؛ زیرا یک عامل رسوب دهنده خوب برای پروتئین ها است.

آمونیوم سولفات با کدام مواد شیمیایی می تواند ترکیب شود؟

• NNS
• K2SO4
• MgSO4
• سوپرفسفات ساده و تریپل
• MOP یا پتاسیم کلرید

موارد دیگری همچون Ca(NO₃)₂، CAN و اوره می توانند با این ماده شیمیایی ترکیب شوند اما بیشتر از 2 الی 3 روز در خاک ذخیره نمی مانند.

بیشتر بخوانید: سولفات آلومینیوم

بیشتر بخوانید: کاربردهای سولفات آلومینیوم

ساختار سولفات آمونیوم

سولفات آمونیوم دارای ساختار چهار وجهی است که توسط یک پیوند اتم نیتروژن مرکزی با چهار اتم نیتروژن تشکیل شده و با آنیون سولفات پیوند می خورد. آنیون سولفات دارای یک اتم گوگرد مرکزی است که به 4 اتم اکسیژن پیوند دارد.

بیشتر بخوانید: یون سولفات

خطرات استفاده از سولفات آمونیوم

آمونیوم سولفات به طور معمول برای افراد و محیط زیست خطرناک است؛ بنابراین استفاده از آن نیاز به مراقبت بیشتری دارد. اگرچه این ماده سمی نیست؛ اما استنشاق آن باعث التهاب شدید مجاری تنفسی شده و خوردن یا نوشیدن آن موجب تحریک دستگاه گوارش می شود.

نکات ایمنی استفاده از سولفات آمونیوم

مانند هر ماده شیمیایی سمی، رعایت احتیاطات ایمنی هنگام کار کردن با سولفات دی آمونیوم مهم است. از این رو، زمانی که می خواهید از سولفات دی آمونیوم استفاده کنید، باید این کار را در یک منطقه با تهویه مناسب یا با دستگاه تنفس شخصی انجام دهید.

همچنین، توصیه می شود در صورت گرد و غبار یا پاشیدن محلول، از عینک و یا محافظ ایمنی تمام صورت استفاده شود. علاوه بر موارد گفته شده، برای رعایت بیشتر، شما می توانید از چکمه، دستکش و پیش بند یا روپوش های ساخته شده از مواد غیر قابل نفوذ مانند PVC استفاده کنید.

بیشتر بخوانید: آلوم چیست؟

عوارض کود سولفات آمونیوم

• این کود شیمیایی می تواند اثر سمی در خاک ایجاد کند.
• باعث تشکیل غلظت بالایی از نمک در خاک شده که می تواند باعث خراب شدن گیاه شود.
• این کود با محیط زیست سازگار نیست و با ورود آب باعث آسیب به محیط زیست می شود.
• این کود می تواند عملکرد مواد مغذی محصولات کشت شده در طول فصل را تغییر دهد.