Was ist Ammoniumsulfat?
Ammoniumsulfat ist ein Ammoniumsalz der Schwefelsäure mit der chemischen Formel (NH4)2SO4.
Es wird auch als Ammoniumsulfat bezeichnet und liegt bei Raumtemperatur als weißer, geruchloser, kristalliner Feststoff vor. Der pH-Wert liegt zwischen 4,5 und 5,0, was auf einen sauren Charakter hinweist. Bei Erwärmung an der Luft beginnt es sich ab 120 °C zu zersetzen und schmilzt bei 357 °C unter Freisetzung von Ammoniak.
Die gängigste industrielle Produktionsmethode ist die Herstellung von Ammoniak in großem Maßstab durch Absorption in Schwefelsäure. Der Stoff gilt nicht als giftiger oder schädlicher Stoff.
Anwendungen von Ammoniumsulfat
Ammoniumsulfat wird hauptsächlich als Düngemittel in der Landwirtschaft verwendet. Stickstoff ist einer der wichtigsten Stoffe, die für das Pflanzenwachstum unerlässlich sind und Ammoniumsulfat wird als Stickstoffdünger verwendet, weil es Stickstoff enthält.
Ammoniakstickstoff ist außerdem schnell wirksam, da er von den Pflanzenwurzeln leicht aufgenommen wird. Er ist preiswert und kann in großen Mengen ausgebracht werden. Ammoniumsulfat wird daher häufig als Stickstoffdünger verwendet.
Es wird auch zur Schneehärtung auf Skipisten und zur Ausfällung von Proteinen in der Biochemie verwendet.
Eigenschaften von Ammoniumsulfat
Das Molekulargewicht von Ammoniumsulfat beträgt 132,14. Es ist in Wasser löslich und in Ethanol praktisch unlöslich. Seine Dichte beträgt 1,769. Bei thermischer Zersetzung verwandelt es sich in Ammoniumsulfat (NH4HSO4), Triammoniumhydrogensulfat ((NH4)3H(SO4)2) und Ammoniumsulfat ((NH4)2S2O7), das sich in Ammoniak, Schwefeldioxid und Stickstoff zersetzt.
Struktur von Ammoniumsulfat
Ammoniumsulfat ist eine ionische Verbindung und besteht aus Ionenbindungen.
Wenn man die Molekülformel von Ammoniumsulfat aufschlüsselt, sieht man, dass es aus zwei Ammoniumionen (NH4+) und einem Sulfation (SO42-) besteht, die miteinander verbunden sind. Das Ammonium-Ion ist ein Kation, das aus einem Stickstoffatom besteht, das von vier Wasserstoffatomen umgeben ist, während das Sulfat-Ion ein Anion ist, das aus einem Schwefelatom und vier Sauerstoffatomen besteht.
Weitere Informationen zu Ammoniumsulfat
Herstellung von Ammoniumsulfat
1. Synthetisches Verfahren unter Verwendung von Schwefelsäure und Ammoniak als Ausgangsstoffe
Ammoniumsulfat wird durch eine Neutralisationsreaktion zwischen Schwefelsäure und Ammoniak gewonnen. Die Kosten für die Rohstoffe sind hoch, aber es gibt Vorteile in Bezug auf die Ausrüstung und den Betrieb. Diese Synthesemethode wird für Pharmazeutika und Reagenzien verwendet. Es sind Produktionsverfahren der Batch-Synthese und der kontinuierlichen Synthese bekannt.
2. Verfahren zur Rückgewinnung als Nebenprodukt der Koksherstellung
Ammoniak wird bei der Trockendestillation von Kohle zur Herstellung von Koks freigesetzt. Ammoniak wird mit konzentrierter Schwefelsäure in Kontakt gebracht, wobei Ammoniumsulfat entsteht, das zurückgewonnen wird. Es sind Verfahren zur Herstellung von Absorptionsanlagen zweier Arten bekannt.
3. Rückgewinnung von Caprolactam als Nebenprodukt des Syntheseprozesses
Der Syntheseprozess für Caprolactam (NH(CH2)5CO), einem Nylonrohstoff, läuft wie folgt ab: Bei den Prozessen 2 und 3 fallen große Mengen Ammoniumsulfat als Nebenprodukt an:
- Oxidation von Cyclohexan zur Gewinnung von Cyclohexanon
- Umwandlung in Cyclohexanonoxim durch Hydroxylamin (NH2OH)-Sulfat
- Beckmann-Übergang durch rauchende Schwefelsäure zur Synthese von Caprolactam
4. Gewinnung von Acrylamid als Nebenprodukt des Syntheseprozesses
Bei der Verwendung von Schwefelsäure als Katalysator für die Hydrolyse von Acrylnitril entsteht als Nebenprodukt Ammoniumsulfat. Bei der derzeit vorherrschenden Methode der Hydratisierung von Acrylnitril mit Enzymen, die von Mikroorganismen produziert werden, entsteht kein Ammoniumsulfat. Daher ist die Produktion von Ammoniumsulfat, das mit Methoden gewonnen wird, die es aus dem Acrylamid-Syntheseprozess zurückgewinnen, stark zurückgegangen.
5. Verfahren zur Rückgewinnung von Schwefeldioxidgas aus Kohlekesseln mit Ammoniak
Schwefeldioxidgas aus der Kohleverbrennung wird mit Ammoniak umgesetzt, um Ammoniumsulfat zu gewinnen. Es sind direkte und indirekte Herstellungsverfahren bekannt.