Карбонат аммония: получение, химические свойства, спектр применения

Большинство современных продуктов питания имеют на упаковке странные кодировки символом «Е». Некоторых компонентов стоит опасаться, но, по мнению учёных, карбонат аммония является совершенно безвредным для организма человека. Какими свойствами обладает это вещество, как его получают и где применяют? Об этом будет рассказано в данной статье.

Описание реактива, физические свойства

Соединение с формулой (NH₄)₂CO₃ – это не что иное, как соль угольной кислоты. Всем известны её крайне нестабильные свойства, уже в процессе многих реакций она распадается на CO₂ и H₂O. Видимо, реактиву под названием карбонат аммония они передались по наследству. Пищевая добавка Е503 – это кристаллическое вещество с кубической решёткой. Бесцветные крупинки обладают характерным запахом, обусловленным присутствием катиона NH₄⁺. Он придаёт кристаллам аромат аммиака.

Плотность вещества составляет 1,5 г/см³. Молярная масса соли – 96,09 грамм/моль. Температура плавления реактива – 58 ⁰C. Соединение хорошо растворяется в воде, но имеет крайнюю неустойчивость. Соль начинает разлагаться при температуре 18-25 ⁰C. В ходе реакции выделяется газообразный аммиак и гидрокарбонат аммония. Это свойство реактива позволяет использовать Е503 в пищевой промышленности. По той же причине хранить его в открытых ёмкостях не стоит, ведь всего за несколько дней соединение полностью улетучится.

Синтез углекислого аммония

Первоначальным сырьём для синтеза аммонийной соли угольной кислоты служили природные продукты, содержащие азот. Для этих целей брали волосяной покров, костные выросты полорогих животных и ногтевые пластины. Под воздействием высоких температур компоненты подвергали дистилляции. Сегодня сложно представить массовое производство реактива из таких ингредиентов. Современный синтез предполагает простоту процесса и его дешевизну. Для этого используют обратную разложению реакцию, смешивая газ NH₃, двуокись углерода и водяные пары. Обязательным условием этого метода является быстрое охлаждение. Есть и альтернативный способ промышленного синтеза вещества под названием карбонат аммония. Получение пищевой добавки проходит путём пропускания углекислого газа через водные растворы аммиака.

Химические свойства

Как уже было описано выше, углекислому аммонию присуща нестабильность. Это соединение способно разлагаться при воздействии температур с образованием различных реагентов. Так, продуктами полного термического распада станут аммиак, углекислый газ и вода, происходит это при нагревании соли до 58 ⁰C. При комнатной температуре возможно образование карбамата NH₂COONH₄ или гидрокарбоната NH₄HCO₃ аммония. С солями Е503 вступает в реакции обмена или образует комплексные соединения.

Продуктами взаимодействия со щелочами станут углекислые соли и водный раствор аммиака, обладающий характерным резким запахом. В обиходе его именуют нашатырным спиртом. Эта реакция является качественной для определения иона NH₄⁺ в соединении под названием карбонат аммония. Взаимодействие с кислотой протекает бурно. При этом происходит реакция обмена, и получается новая соль и H₂CO₃, которая тут же распадается на двуокись углерода и воду. Выделение CO₂ сопровождается вскипанием раствора.

Химический фонтан из колбы

Существует множество красивых опытов, способных впечатлить юных химиков. Именно этим чаще всего пользуются учителя, чтобы сделать столь «скучную» науку максимально привлекательной для подрастающего поколения. Для проведения опыта используются следующие компоненты: карбонат аммония, нашатырный спирт, концентрированная соляная кислота.

В качестве сосуда берётся плоскодонная коническая колба. На её дно помещают небольшое количество (NH₄)₂CO₃. К сухой соли добавляют 5-10 мл водного раствора аммиака. Следующий реагент – хлороводородная кислота, её должно быть в избытке. В химическом сосуде одновременно протекают две бурные реакции. Выделяется плотный белый дым хлорида аммония, а образующийся вследствие нейтрализации кислоты с солью CO₂ активно выталкивает его из колбы. На лабораторном столе наблюдается настоящий химический фонтан.

Незаменимый разрыхлитель

Из-за лёгкого разложения на газообразные компоненты карбонат аммония нашёл применение в изготовлении кондитерских изделий. Его используют как разрыхлитель теста и заменитель живых дрожжей. В отличие от пищевой соды, которая в больших количествах оставляет неприятный привкус и «хруст» на зубах, данный компонент не требует строгой дозировки.

Газообразные продукты распада углекислого аммония придают пористость тесту в процессе выпечки. Изделия с использованием пищевой добавки Е503 в рецептуре длительно сохраняют свою свежесть и объем. Вещество входит в состав тортов, печенья, булочек и может быть использовано в питании детей. Его вводят в тесто прямо перед выпечкой, чтобы избежать улетучивания газов, которые необходимы для подъёма.

Влияние углекислого аммония на организм человека

Как и другие «ешки», карбонат аммония оброс неправдоподобными байками о вреде для организма человека. Его прочно связывают с токсичностью газообразного аммиака, выделяемого в ходе термического разрушения пищевой добавки. На самом деле это соединение настолько летуче, что практически сразу покидает выпечку. Углекислый газ не опасен, как и вода, которая является конечным продуктом реакции разложения Е503.

Гипотезу о накоплении аммиака опровергли учёные Великобританского органа сертификации (FSA), пользующиеся заслуженным уважением по всему миру. Работа с порошкообразным реактивом под названием углекислый аммоний способна нанести вред человеку. При взаимодействии с кожными покровами Е503 вызывает раздражение, зуд, местные реакции в виде крапивницы и сыпи. Вдыхание паров аммиака, который выделяется уже при комнатной температуре, способно привести к отравлению, спазмам бронхов, слезотечению и поражению слизистых оболочек. Для проведения работ рекомендуется защитить кожные покровы и органы дыхания, использовать специальные очки.

Применение в других областях промышленности

Помимо приготовления сдобы, углекислый аммоний применяется для синтеза нашатырного спирта и других азотсодержащих солей. Его используют при промышленной очистке газов от сероводорода. Ускорить ферментацию вина также помогает данное соединение. Фармацевты готовят на основе реактива лекарственные средства от кашля, отравлений и сердечной недостаточности. В косметологии карбонат аммония применяется как краситель и стабилизатор водородного показателя.