Ammoonium

Ammoonium ehk ammooniumioon (keemiline valem NH₄⁺) on ammoniaagi (NH₃) ja vesiniku iooniga reageerimisel (protoneerimisel) tekkinud väga ebapüsiv ioon, mis moodustab tavaliselt hapetega ammooniumi sooli. Ammoonium on ka üldine nimetus positiivselt laetud või protoneeritud amiinide või kvaternaarsetele ammooniumi katioonide kohta, kus üks või rohkem vesiniku aatomeid on asendatud orgaaniliste rühmadega.

Ammooniumi lihtsustatud struktuurkujutis elementide "pallidest"

Happe-aluse omadused

Ammooniumi ioon on nõrgalt happeline ning tänu sellele reageerib Brønstedi alustega. Sellise reaktsiooni saaduseks on algne laenguta ammoniaagi molekul.

NH₄⁺ + :B^- → HB + NH₃

Kui ammoniaak lahustada vees, tekib reaktsioonil veega tasakaal ning osa ammoniaagist muutub ammooniumiioonideks.

H₃O⁺ + NH₃ = H₂O + NH₄⁺

See, mis koguses ammooniumi ioone tekib, oleneb lahuse pH tasemest. Kui pH on madal, nihkub tasakaal saaduste suunas. Kui pH on kõrge, nihkub reaktsiooni tasakaal lähteainete suunas. Ammooniumi ühendite tekkimine leiab aset ka gaasifaasis. Näiteks, kui ammoniaagi aurud puutuvad kokku vesinikkloriidi auruga, tekib valge ammooniumkloriidi pilv, mis sadestub valge kihina pindadele. Ammooniumile tugeva aluse lisamine annab ammoniaagi.

Ammooniumi soolad

Ammooniumi katioone leidub erinevates soolades, nagu ammooniumkarbonaat, ammooniumkloriid ja ammooniumnitraat. Enamik lihtsamaid ammooniumi soolasid lahustuvad kergesti vees. Erandiks on ammooniumheksakloroplatinaat. Ammooniumi soolad nitriti ja perkloraadiga on eriti plahvatusohtlikud. Nendes ühendites on ammoonium redutseerija. Lisaks moodustavad ammooniumi ioonid reageerides elavhõbedaga ka amalgaame. Sellised ühendid valmistatakse ammooniumi lahuse elektrolüüsil elavhõbekatoodiga. See ühend on suhteliselt ebapüsiv ning laguneb lõpuks vesinikuks ja ammoniaagiks.

Orgaanilised ammooniumi ioonid

Vesiniku aatomeid ammooniumi ioonides saab asendada alküülrühmaga või mõne muu orgaanilise rühmaga moodustades amiini iooni. Olenevalt lisatud orgaaniliste rühmade arvust kutsutakse saadud ühendit primaarseks, sekundaarseks, tertsiaarseks või kvaternaarseks. Lisatud orgaaniliste ühenditega ammooniumi ühendid on nõrgad happed. Erandiks on kvaternaarsed ammooniumi katioonid. Näide ammooniumi iooni moodustavast reaktsioonist. Reageerivad dimetüülamiin (CH₃)₂NH ja hape, et saada katioon (CH₃)₂NH+2.

Kvaternaarsetel ammooniumi katioonidel on neli orgaanilist rühma seotud lämmastiku aatomiga. Neid katioone, näiteks tetra-n-butüülammooniumi kasutatakse mõnikord naatriumi või kaaliumi ioonide asendamiseks, et suurendada aniooni lahustuvust orgaanilistes solventides. Primaarsetel, sekundaarsetel ja tertsiaarsetel ammooniumisooladel on analoogne funktsioon, kuid neid kasutatakse vähem, sest nad pole nii lipofiilsed. Neid kasutatakse faasi suunamisel katalüsaatoritena ja pindainetena.

Toksilisus

Ammoonium üksi ei ole kuigi mürgine, aga vesilahuses tekib ka ammoniaaki, mis on üsna toksiline. Ammooniumi suhe lahuses võrreldes ammoniaagiga oleneb pH tasemest. Hingamisteedele omab ammoniaak ärritavat toimet, tekitades köhimist, silmade ärritust ja piisavas koguses ka hingamise seiskumist. Nahale sattumisel võib tekkida, olenevalt kogusest, ärritusi ja põletusi. Neelamisel on tõenäolised kahjustused seedeelundkonnale, kuid otsest mürgistust tavaliselt ei järgne.

Vaata ka

• Ammooniumi soolad
• Ammooniumhüdroksiid
• Ammooniumlämmastik
• Ammooniumatsetaat
• Kvaternaarsed ammooniumkatioonid