碳酸氫銨

碳酸氫銨

碳酸氫銨,又稱碳銨,是一種碳酸鹽,含氮17.7%左右。可作為氮肥,由於其可分解為NH3、CO2和H2O三種氣體而消失,故又稱氣肥。生產碳銨的原料是氨、二氧化碳和水。碳酸氫銨為無色或淺粒狀,板狀或柱狀結晶體,碳銨是無(硫)酸根氮肥,其三個組分都是作物的養分,不含有害的中間產物和最終分解產物,長期施用不影響土質,是最安全的氮肥品種之一。

基本信息

物理性質

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碳酸氫銨,分子式為NH4HCO3,白色斜方晶系或單斜晶繫結晶體。無毒。有氨臭。能溶於水,水溶液呈鹼性,不溶於乙醇。性質不穩定,36℃以上分解為二氧化碳、氨和水,60℃可以分解完。有吸濕性,潮解後分解加快。

化學性質

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碳酸氫銨的化學性質不很穩定。碳酸氫銨受熱易分解,生成氨氣(NH3)、水(H2O)、二氧化碳(CO2)。其中氨氣有特殊的氨臭味,所以在長期堆放碳酸氫銨化肥的地方會有刺激性氣味。

因為碳酸氫銨是一種碳酸鹽,所以一定不能和一起放置,因為酸會和碳酸氫銨反應生成二氧化碳,使碳酸氫銨變質。但是也有農村利用碳酸氫銨能和酸反應這一性質,將碳酸氫銨放在蔬菜大棚內,將大棚密封,並將碳酸氫銨置於高處,加入稀鹽酸。這時,碳酸氫銨會和鹽酸反應,生成氯化銨(NH4Cl)、水(H2O)和二氧化碳(CO2)。二氧化碳可促進植物光合作用,增加蔬菜產量,而生成的氯化銨也可再次作為肥料使用。

碳酸氫銨的化學式中有銨根離子(NH4+ ,即帶1單位正電荷),是一種銨鹽,而銨鹽不可以和鹼供放一處,所以碳酸氫銨切忌和NaOH(俗名火鹼、燒鹼、苛性鈉,化學名氫氧化鈉)或Ca(OH)2 (俗名熟石灰,化學名氫氧化鈣)放在一起。因為銨鹽和鹼共熱會生成氨氣使化肥失效。

碳銨在水中呈鹼性反應。易揮發,有強烈的刺激性臭味。10~20℃時,不易分解,30℃時開始大量分解。我國多數地區主要作物的施肥季節在5~10月,其間平均溫度在20C以上,恰值碳銨開始較多分解的轉折點,施用時必須採取各種防揮發措施。

碳銨怕”熱”也怕”濕”,因生產時不能按常法加熱乾燥,故碳銨產品常有吸濕水,引起碳銨分子潮解,結果使密封包裝下的碳銨結塊,敞開時則加速揮發。

碳銨的優點主要表現在農化性質上。碳銨是無(硫)酸根氮肥,其三個組分都是作物的養分,不含有害的中間產物和最終分解產物,長期施用不影響土質,是最安全的氮肥品種之一。

碳銨的另一個特點是其銨離子更易被土粒吸持,故當其施入土後不易隨水下滲流失,淋失量僅及其他氮肥的三分之一到十分之一(表2-2)。因此,只要碳銨能較完全地接觸土壤,被土粒充分吸持,施用後的揮發並不比其他氮肥高。有些條件下,如在石灰性土壤上,深施後還可比其他氮肥減少揮發損失。

與其有關反應的化學方程式為:
NH4HCO3+HCL=====NH4CL+H2O+CO2↑
NH4HCO3==加熱==NH3+H2O+CO2↑
H2SO4+NHHCO3==H2O+CO2↑+NH4HSO4(碳酸氫銨過量時)
H2SO4+2NH4HCO3==2H2O+2CO2↑+(NH4)2SO4(稀硫酸過量時)
2NH4HCO3+2NaOH(少量)=(NH4)2CO3↑+Na2CO3+2H2O
NH4HCO3+2NaOH(大量)=Na2CO3+H2O+NH3·H2O
NH4HCO3+2NaOH==NH3↑+Na2CO3+2H2O

製備方法

由二氧化碳通入氨水中,飽和後結晶而得。在碳酸氫銨肥料的生產中,用合成氨生產過程中的變換氣通入濃氨水塔,吸收變換氣中二氧化碳。成為碳酸氫銨結晶,經分離而得。
NH3+H2O→NH3·H2O+熱量
NH4OH+CO2→NH4HCO3+熱量

主要用途

中性肥料,適用於各種土壤和各種作物。

也是離子交換法生產碳酸鉀和生產試劑碳酸鹽的原料,泡沫橡膠的發泡劑。醫藥工業用作維生素B1的萃取劑,氨苄青黴素中間體苯氨酸的胺化處理劑。、

製革工業用作鞣革緩衝劑。燈泡工業用於配製磨砂燈泡氟化銨腐蝕劑。

另外,還可用作食品膨脹劑,配製冷燙精和電解液的原料,生產螢光粉的輔助原料等。

用作發泡劑,適用於環氧樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂等,參考用量10~15%。亦可用作PVC糊樹脂也發泡劑TSH的助發泡劑。

施肥方法

碳銨適用於基肥,也可用作追肥,但都要深施。

常用的有以下幾種方法:

①不離土不離水和先肥土、後肥苗的施肥原則即把碳銨深施入土,使其不離水土,被土粒吸持並不斷對作物供肥。深施的方法很多,如作基肥的鋪底深施,全層深施,分層深施;作追肥的溝施和穴施等。其中以結合耕耙作業將碳銨作基肥深施,較方便而功效高,肥效穩定。對旱作物如小麥玉米作追肥深施,效果也較好,但須注意適宜用量,防止燒苗,應結合灌水,才能充分發揮其肥效。

②避免高溫季節和高溫時期施用的原則碳銨儘量在氣溫小於20℃的季節施用,一天中則儘量在早、晚氣溫較低時施用,均可明顯減少施用時的分解揮發,提高肥效。提倡碳銨與其他氮肥品種搭配施用,如將碳銨作基肥,用於低溫季節,尿素、硫銨等作追肥,用於高溫季節。隨著我國化肥工業的發展,碳銨在我國農用氮素中的比例將可能逐漸降低,被其他高濃度穩定的氮肥品種所替代,但碳銨仍將在相當一段時間內作為我國的一個重要氮肥品種,不能忽視。

食品添加劑

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2010年10月,一條“蝦條中有化肥?是給人吃的嗎?”的帖子在各大論壇被轉載,每個轉帖還配有圖片,只見蝦條包裝袋上食品添加劑一欄中印著的“碳酸氫銨”被醒目地圈注出來。專家解釋,作為食品添加劑的碳酸氫銨與農用化肥碳酸氫銨不同,食品級的碳酸氫銨只要按規定限量添加,是可以放心食用的。此前質監部門還專門對食品添加劑的廠家進行過檢查。
在《食品添加劑使用衛生標準》中,檢索到了碳酸氫氨。類別:膨鬆劑;名稱:碳酸氫銨;使用範圍:需添加膨鬆劑的各類食品。

碳酸氫氨是食品工業中一種套用最廣泛的疏鬆劑,也是汽水飲料中二氧化碳的發生劑。碳酸氫銨分解出的氨氣、二氧化碳,可以使食物變得膨鬆。由於膨脹效果較好,很多膨化食品、泡芙、薩其馬等食品都會含有碳酸氫銨。

安全性

危險性

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碳酸氫銨的分解產物為二氧化碳和氨均為人體代謝物,適量攝入對人體健康無害。美國食品和藥物管理局(1985)將碳酸氫銨列為一般公認安全物質。

碳酸氫銨可以作為某些食品的添加劑,安全性比較大的,而且這個物質分解的時候全部是氣體,無殘渣。也沒有潛在的污染性。

急救措施

皮膚接觸:脫去污染的衣著,用流動清水沖洗。
眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。
吸入:脫離現場至空氣新鮮處。如呼吸困難,給輸氧。就醫。
食入:飲足量溫水,催吐。就醫。

消防措施

危險特性:受熱分解產生有毒的煙氣。
有害燃燒產物:氨、二氧化碳。
滅火方法:消防人員必須穿全身耐酸鹼消防服。滅火時儘可能將容器從火場移至空曠處。

泄漏應急處理

隔離泄漏污染區,限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具(全面罩),穿防毒服。用潔淨的鏟子收集於乾燥、潔淨、有蓋的容器中,轉移至安全場所。若大量泄漏,收集回收或運至廢物處理場所處置。

操作處置與儲存

操作注意事項:密閉操作,提供良好的自然通風條件。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩,戴化學安全防護眼鏡,穿防毒物滲透工作服,戴橡膠手套。避免產生粉塵。避免與氧化劑、酸類接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備泄漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存注意事項:儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。應與氧化劑、酸類分開存放,切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。

用與用途

1、用作氮肥,適用於各種土壤,可同時提供作物生長所需的銨態氮和二氧化碳,但含氮量低、易結塊;
2、用作分析試劑,也用於合成銨鹽和織物脫脂;
3、用作化學肥料;
4、能促進作物生長和光合作用,催苗長葉,可作追肥,也可作底肥直接施用,用作食品發酵劑、膨脹劑;
5、作化學膨鬆劑,中國規定可用於各類需添加膨鬆劑的食品,按生產需要適量使用;
6、用作食品高級發酵劑。與碳酸氫鈉合用可作麵包、餅乾、煎餅等膨鬆劑的原料,亦用作發泡粉末果汁的原料。還用於綠色蔬菜、竹筍等燙漂,以及醫藥及試劑;
7、鹼;膨鬆劑;緩衝劑;充氣劑。可與碳酸氫鈉合用作麵包、餅乾、煎餅等的膨鬆劑的原料。發酵粉亦以本品為主要成分,配以酸性物質。亦用作發泡粉末果汁的原料綠色蔬菜、竹筍等燙漂時使用0.1%~0.3%;
8、用作農用物追肥。
9、碳酸氫銨其具有速效、價廉、經濟、不板結土壤、適用於各種作物和各類土壤、既可作基肥,又可作追肥等優點,受到農民的歡迎。每年的用量約占到氮肥總產量的1/4,是我國除尿素外使用最廣泛的一種氮肥產品。碳銨的劣勢主要是易揮發,氮的利用率低。因此,在生產上應做到揚長避短,合理施用。
a、要深施覆土。碳酸氫銨無論作基肥或追肥,一定要做到深施,切忌在土壤表面撒施,以防氮揮發,造成氮素損失。據有關試驗結果表明,碳銨深施可以提高利用率31.2%—32%,其肥料利用率不低於尿素和硫酸銨。
b、應避開高溫施用。溫度在20℃以下時碳銨比較穩定,溫度稍高或產品中水分超過一定標準時,則易分解為氨氣和二氧化碳氣體逸散在空氣中,造成氮素的肥效損失。據有關試驗結果表明,冬種作物施碳銨比尿素更好。因為冬季氣溫低,尿素轉化過程時間長,而施碳銨則不需要轉化就可以直接吸收,有利於冬種作物的早生快長。此外,碳銨施到土壤後,離解出的銨離子可直接被土壤膠體吸附,而尿素施到冬作物土壤後,尿素呈分子狀態溶解於土壤溶液里,而不能被土壤膠體吸附,這樣更容易造成肥分的損失。
c、宜結合耕作施用。碳銨作基肥時,應結合耕地深施,可溝施或穴施,施用深度要大於6厘米,且施入後要立即覆土,以減少氮素的損失。碳銨作追肥時,旱地可結合中耕深施,並隨即覆地,及時澆水,水田要保持3厘米左右深的水層,過淺易傷根,施後立即耕耙。
d、注意防止發生肥害。碳銨不宜做種肥,以防影響種子發芽;防止施用時與種子、根、莖、葉接觸,以免灼傷植物。如碳銨作追肥時,要記住不要在剛下雨後或露水未乾前撒施。

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