Ammoniumsulfaatti

Ammoniumsulfaatti ((NH4)2SO4) on ammonium- ja sulfaatti-ionien muodostama epäorgaaninen ioniyhdiste. Ammoniumsulfaatilla on useita käyttökohteita ja yleisin on lannoitekäyttö. Ammoniumsulfaattia esiintyy luonnossa ilmakehässä pieninä partikkeleina ja maaperässä harvinaisena mascagniittimineraalina

Ominaisuudet 

Huoneenlämpötilassa ammoniumsulfaatti on valkoinen kiteinen aine. Se sulaa suljetussa systeemissä yli 500 celsiusasteen lämpötilassa, mutta hajoaa avoimessa systeemissä kuumennettuna yli 280 celsiusasteen. Hajoamistuotteena syntyy ammoniumvetysulfaattia. Yhdiste liukenee hyvin veteen, mutta on liukenematon moniin orgaanisiin liuottimiin, kuten asetoniin ja etanoliin. Aine muodostaa monien metallien kanssa kaksoissuoloja. Tällaisia ovat muun muassa ammoniumkobolttisulfaatti ((NH4)2Co(SO4)2), ammoniumrauta(II)sulfaatti ((NH4)2Fe(SO4)2), ammoniumnikkelisulfaatti (NH4)2Ni(SO4)2) ja ammoniumceriumsulfaatti (NH4CeSO4).

Valmistus 

Ammoniumsulfaattia valmistetaan ammoniakkikaasusta ja rikkihaposta. Ammoniakkikaasun ja vesihöyryn seos johdetaan reaktoriin, jossa on kylläistä ammoniumsulfaattiliuosta, johon on lisätty kahdesta neljään prosenttia rikkihappoa. Lämpötila reaktorissa on 60 °C. Lämpötila pidetään vakiona koko ajan ja reaktoriin lisätään rikkihappoa pitämään vapaan rikkihapon määrä oikeana. Kylläisestä liuoksesta kiteytyy reaktorin pohjalle kiteistä ammoniumsulfaattia.
 2 NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
Kuivaa ammoniumsulfaattia on myös mahdollista valmistaa suihkuttamalla ammoniakkikaasua sisältävään reaktoriin rikkihappoa. Tällöin syntyy jauhemaista ammoniumsulfaattia.

Ammoniumsulfaattia voidaan valmistaa myös ammoniumkarbonaatin ja kalsiumsulfaatin välisellä reaktiolla. Kalsiumsulfaatti jauhetaan hienoksi ja lisätään ammoniumkarbonaattiliuokseen, jolloin niukkaliukoinen kalsiumkarbonaatti saostuu. Liuokseen jää ammonium- ja sulfaatti-ioneja, jotka muodostavat ammoniumsulfaattia, kun liuos haihdutetaan.
 (NH4)2CO3 + CaSO4 → (NH4)2SO4 + CaCO3

Käyttö 

Ammoniumsulfaattia käytetään eniten lannoitteena. Lannoitteen sisältämä sulfaatti-ioni alentaa maan pH:ta ja ammoniumionit antavat kasveilla tarpeellista typpeä.

Ammoniumsulfaattia käytetään myös parantamaan herbisidien tehoa. Esimerkiksi glyfosaatin tehoa voidaan parantaa lisäämällä siihen ammoniumsulfaattia ja öljyjä.

Ammoniumsulfaattia voidaan käyttää proteiinien puhdistamiseen. Lisäämällä ammoniumsulfaattiliuosta proteiinien joukkoon proteiinien liukoisuus muuttuu ja ne saostuvat. Proteiini voidaan kerätä ja puhdistaa.

Kylläistä ammoniumsulfaattia käytetään standardina, johon muita yhdisteitä verrataan, 33S- NMR-spektrometriassa. Ammoniumsulfaatin kemialliseksi siirtymäksi on sovittu 0 ppm.

Lisäksi ammoniumsulfaattia käytetään palonsuoja-aineena, nahan käsittelyssä sekä elintarvikkeissa lisäaineena. Elintarvikkeissa ainetta käytetään happamuudensäätöaineena ja sen E-koodi on E 517.

Lähteet

Aiheesta muualla 
PubChem: Ammonium sulfate 
Food Component Database (FooDB): Ammonium sulfate 
Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG): Ammonium sulfate 
ChemBlink: Ammonium sulfate 

Sulfaatit
Ammoniumyhdisteet