அம்மோனியம் கார்பமேட்டு

அம்மோனியம் கார்பமேட்டு (Ammonium carbamate) என்பது அம்மோனியம் நேர்மின் அயனியும்  கார்பமேட்டு எதிர்மின் அயனியும்  சேர்ந்து உருவாகும் ஒரு வேதிச் சேர்மமாகும். இது [NH4][H2NCO2] என்ற மூலக்கூற்று வாய்ப்பாடால் விவரிக்கப்படுகிறது. வெண்மை நிறத்தில் திடப்பொருளாகக் காணப்படும் இச்சேர்மம்  தண்ணீரில் நன்றாகவும் ஆல்ககாலில் சிறிதவும் கரையும். கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO2) உடன் அம்மோனியா NH3 வினைபுரிவதன் மூலம் அம்மோனியம் கார்பமேட்டு உருவாகும். மேலும் சாதாரண வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களில் இது வாயுக்களாக மெதுவாக சிதைந்துவிடும். முக்கியமான உரமான யூரியாவை (NH2)2CO  தொழில்துறை முறையில் தயாரிக்கும்போது அம்மோனியம் கார்பமேட்டு ஓர் இடைநிலை ஆகும்.

பண்புகள்

திண்ம வாயுச் சமநிலை
ஒரு மூடிய கொள்கலனில் திண்ம அம்மோனியம் கார்பமேட்டு சேர்மம் கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் அம்மோனியாவுடன் சமநிலையில் உள்ளது.

[NH4][NH2CO2] ⇌ 2 NH3 + CO2

குறைந்த வெப்பநிலை கார்பமேட்டை நோக்கி சமநிலையை மாற்றுகிறது.

அதிக வெப்பநிலையில் அம்மோனியம் கார்பமேட்டு யூரியாவாக ஒடுங்குகிறது:

[NH4][NH2CO2] → (NH2)2CO + H2O

இந்த வினை முதன்முதலில் 1870 ஆம் ஆண்டில்  பாசரோவ் என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. அம்மோனியம் கார்பமேட்டை மூடிய கண்ணாடி குழாய்களில் 130 முதல் 140 பாகை செல்சியசு வெப்பநிலையில் சூடாக்குவதன் மூலம் இதை அவர் கண்டுபிடித்தார்.

தண்ணீரில் சமநிலை
சாதாரண வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களில், அம்மோனியா மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு, மற்றும் எதிர்மின் அயனி பைகார்பனேட்டு,   மற்றும் கார்பனேட்டு,  ஆகியவற்றுடன் அம்மோனியம் கார்பமேட்டு நீரிய கரைசல்களில் சமநிலையில் உள்ளது. உண்மையில், அம்மோனியம் கார்பனேட்டு அல்லது பைகார்பனேட்டின் கரைசல்கள் சில கார்பமேட்டு அயனிகளையும் கொண்டிருக்கும்.

கட்டமைப்பு
திண்மநிலை அம்மோனியம் கார்பமேட்டின் கட்டமைப்பு  எக்சு கதிர் படிகவியல் மூலம் உறுதிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. ஆக்சிசன் மையங்கள் அம்மோனியம் நேர்மின் அயனிகளுடன் சேர்ந்து ஐதரசன் பிணைப்புகளை உருவாக்குகின்றன. α மற்றும் β என்ற இரு வகையான வடிவங்களில் அம்மோனியம் கார்பமேட்டின் கட்டமைப்பு உள்ளது. இரண்டு வடிவங்களுமே செஞ்சாய்சதுர படிக அமைப்புகளில் உள்ளன. ஆனால் இடக்குழுவில் இவை வேறுபடுகின்றன. α வடிவம் Pbca (எண். 61) என்ற இடக்குழுவிலும் அதேசமயம் β வடிவம் Ibam (எண். 72) என்ற இடக்குழுவில் உள்ளது. α வடிவம் எளிதில் ஆவியாகும் தன்மை கொண்டுள்ளது.

இயற்கைத் தோற்றம்
அம்மோனியம் கார்பமேட்டு கார்பமாயில் பாசுபேட்டு உருவாவதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. யூரியா சுழற்சி மற்றும் பிரிமிடின்கள் உற்பத்தி ஆகிய இரண்டிற்கும் அவசியமானதாக உள்ளது. இந்த நொதி-வினையூக்கிய வினையில், அடினோசின் டிரை பாசுபேட்டும் அம்மோனியம் கார்பமேட்டும் அடினோசின் டை பாசுபேட்டு மற்றும் கார்பமாயில் பாசுபேட்டாக மாற்றப்படுகின்றன:

தயாரிப்பு

நீர்ம அம்மோனியா மற்றும் உலர் பனிகட்டி
நீர்ம அம்மோனியாவுடன் உலர் பனிக்கட்டி எனப்படும் திண்ம கார்பன் டை ஆக்சைடை நேரடியாகச் சேர்த்து வினைபுரியச் செய்து அம்மோனியம் கார்பமேட்டு தயாரிக்கப்படுகிறது:

2 NH3 + CO2 → [NH2CO2][NH4]

அம்மோனியா வாயு மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு
அம்மோனியம் கார்பமேட்டை உயர் வெப்பநிலை 175-225 °செல்சியசு என்ற உயர் வெப்பநிலை மற்றும் (150-250 பார்) என்ற உயர் அழுத்தத்தில் அம்மோனியா வாயு மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடு என்ற இரண்டு வாயுக்களின் வினை மூலம் தயாரிக்கலாம். 

நீரற்ற எத்தனால், 1-புரோப்பனால் அல்லது இருமெத்தில்பார்மமைடு ஆகியவற்றில் வாயுக்களான CO2 மற்றும் NH3 ஆகியனவற்றை சுற்றுப்புற அழுத்தம் மற்றும் 0 °செல்சியசு வெப்பநிலையில் குமிழிப்பதன் மூலமும் பெறலாம். கார்பமேட்டு வீழ்படிகிறது. எளிய வடிகட்டுதல் மூலம் பிரிக்கப்படுகிறது. வினையில் ஈடுபடாத அம்மோனியாவைக் கொண்ட திரவத்தை அணு உலைக்குத் திருப்பி அனுப்பலாம். தண்ணீர் இல்லாதது பைகார்பனேட்டு மற்றும் கார்பனேட்டு உருவாவதை தடுக்கிறது. மேலும் அம்மோனியா இழக்கப்படுவதில்லை.

பயன்கள்

யூரியா தயாரிப்பில்
யூரியாவின் தொழில்துறை உற்பத்தியில் அம்மோனியம் கார்பமேட்டு ஓர் இடைநிலை ஆகும். யூரியாவை உருவாக்கும் ஒரு பொதுவான தொழில்துறை ஆலை ஒரு நாளைக்கு 4000 டன்கள் வரை உற்பத்தி செய்யும்.  இந்த அணு உலையில், பின்வரும் சமன்பாட்டின்படி பின்னர் யூரியாவாக நீர்நீக்கம்  செய்யலாம்.

[NH2CO2][NH4] → (NH2)2CO + H2O

பூச்சிக்கொல்லிகளில்
அலுமினியம் பாசுபைடு பூச்சிக்கொல்லி கலவைகளில் உள்ள ஒரு செயலற்ற மூலப்பொருளாக சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு முகமையால் அம்மோனியம் கார்பமேட்டு அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த பூச்சிக்கொல்லி பொதுவாக விவசாய பொருட்கள் சேமிக்கப்படும் பகுதிகளில் பூச்சி மற்றும் கொறித்துண்ணிகளை கட்டுப்படுத்த பயன்படுத்தப்படுகிறது. அம்மோனியம் கார்பமேட்டு ஒரு மூலப்பொருளாக இருப்பதற்கான காரணம், நீராற்பகுப்பு வினையால் உருவாகும் பாசுபீனை நீர்த்துப்போகச் செய்வதற்காக அம்மோனியா மற்றும் கார்பன் டை ஆக்சைடை விடுவிப்பதன் மூலம் பாசுபீனை எரியக்கூடியதாக மாற்றுவதாகும்.

ஆய்வகங்களில்
அம்மோனியாவைப் போல வலுவாக இல்லை என்றாலும் அம்மோனியம் கார்பமேட்டு ஒரு நல்ல அம்மோனியாவாக்கல் முகவராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.  உதாரணமாக, இது பல்வேறு மாற்று β-அமினோ-α,β-நிறைவுறாத எசுத்தர்களைத் தயாரிப்பதற்கு ஒரு பயனுள்ள வினையாக்கியாகும்.  இவ்வினையானது அறை வெப்பநிலையில் மெத்தனாலில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. தண்ணீர் இல்லாத நிலையில், அதிக தூய்மையானதாகவும் அதிக அளவில் தனிமைப்படுத்தப்படுகிறது.

உலோக கார்பமேட்டுகள் உற்பத்தியில்
அம்மோனியம் கார்பமேட்டு மற்ற நேர்மின் அயனி உப்புகளின் உற்பத்திக்கு ஒரு தொடக்க வினையாக்கியாக இருக்கிறது. உதாரணமாக, நீர்ம அம்மோனியாவில் உள்ள திண்ம பொட்டாசியம் குளோரைடு (KCl) உடன் அம்மோனியம் கார்பமேட்டு வினைபுரிவதன் மூலம் பொட்டாசியம் கார்பமேட்டு NH2COO−K+ சேர்மத்தைப் பெறலாம். கால்சியம் போன்ற பிற உலோகங்களின் கார்பமேட்டுகள், அறை வெப்பநிலையில் கூட, மெத்தனால், எத்தனால் அல்லது பார்மைடு போன்ற நீரற்ற கரைப்பானில், தேவையான நேர்மின் அயனிகளின்  பொருத்தமான உப்புடன் அம்மோனியம் கார்பமேட்டைச் சேர்த்து  வினைபுரியச் செய்வதன் மூலம் உற்பத்தி செய்ய முடியும்.

மேற்கோள்கள் 

அமோனியம் சேர்மங்கள்
கார்பமேட்டுகள்