Amoni là gì? Tính chất, ứng dụng, cách xử lý amoni trong nước

Amoni là gì?

Định nghĩa Amoni là gì?

Amoni hay amoni, ký hiệu hóa học amino NH4, là ion đa năng tích điện dương, được hình thành bằng cách phản ứng giữa amoniac (NH3) với ion hydro (H+). Các amin proton và ion amoni bậc bốn (NR4+) cũng được gọi chung là amoni. Amoni NH4 giúp cân bằng tỷ lệ NH3 trong môi trường nước khi dễ dàng hòa tan trong nước. Amoni, viết tắt là NH4+, được sản xuất từ ​​​​khí amoni (NH4), phương trình tạo thành NH4+. Cả amoni và amoni đều không độc đối với thủy sản, với nồng độ an toàn 0,2-2 mg/l.

Amoni NH4 có trong một số muối như NH4Cl, NH4NO3, (NH4)2CO3. Hầu hết các muối amoni đơn giản đều hòa tan trong nước ngoại trừ amoni hexanochloroplatinat.

Amoni có mùi mạnh và là chất khí không màu. Nguồn phát sinh từ ngành chăn nuôi, nông nghiệp và nước thải sinh hoạt như: nước thải từ chế biến hải sản, giết mổ, sản xuất thực phẩm từ thịt, cá, nấm, đậu, sữa,… Hoặc nước thải từ các nhà tắm, nhà vệ sinh của nhà hàng khách sạn, bệnh viện, trường học, trung tâm mua sắm,…

Muối amoni là gì? Là muối của NH3 với axit nào đó. Bao gồm cation NH4+ và anion axit.

Cấu trúc phân tử của NH4 là gì?

Trong amoniac, một cặp electron đơn độc trong nguyên tử nitơ (N) được biểu diễn dưới dạng một đường trên N, tạo thành liên kết với một proton (H+). Cả 4 liên kết NH tương đương đều là liên kết cộng hóa trị có cực. Ion không tương tác với borohydride và metan, có cấu trúc tứ diện. Ion cation amoni (rionic + 175 chiều) tương tự như cation Caesium (rionic = 183 chiều) về kích thước.

Nêu tính chất vật lý, hóa học và dấu hiệu nhận biết của amoni?

Nêu tính chất vật lý, hóa học và dấu hiệu nhận biết của amoni?

Tính chất vật lý của NH4

Khi thủy phân NH4 của axit mạnh với A là bazơ axit của axit mạnh sẽ tạo ra môi trường axit

NH4 + H2O NH3 + H3O+

NH4 dễ tan trong nước, tạo dung dịch không màu và là chất điện ly mạnh

(NH4) x A -> xNH4+ + Ax-

Tính chất hóa học của NH4

Khi muối amoni tác dụng với dung dịch axit tạo thành muối và bazơ mới

NH4HCO3 + HCl -> NH4Cl + H2O + CO2

Amoni phản ứng với dung dịch bazơ tạo thành muối mới + NH3 + H2O

NH4Cl + NaOH -> NH3 + H2O + NaCl

Amoni tác dụng với muối tạo thành 2 muối mới

(NH4)CO3 + CaCl2 -> CaCO3 + 2NH4Cl

Amoni dễ bị nhiệt phân hủy tạo thành NH3 và axit tương ứng.

NH4Cl -> NH3 + HCl

NH4HCO3 -> NH3 + H2O + CO2

Khi axit sinh ra có tính oxi hóa mạnh sẽ tiếp tục oxi hóa NH3 để tạo ra sản phẩm khác

NH4NO2 -> N2 + 2H2O

NH4NO3 -> N2O + 2H2O

Amoni có thể được xác định như sau: NH4 không tồn tại lâu trong nước theo tính chất vật lý nhưng dễ dàng chuyển hóa thành nitrit. Nitrit trong nước sẽ ức chế enzym trong thịt và cản trở quá trình làm thay đổi màu sắc của thịt. Vì vậy, nếu thịt luộc chín hẳn mà vẫn có màu sắc như thịt sống chứng tỏ nước dùng luộc thịt đã bị nhiễm amoni. Ngoài ra, có thể ngửi thấy mùi nồng nặc trong các mẫu nước bị nhiễm amoni từ 20mg/l trở lên.

Điều chế NH4 như thế nào?

Điều chế NH4 như thế nào?

Khi hòa tan amoniac vào nước theo phương trình phản ứng sẽ tạo thành ion amoni

NH3 + H2O -> NH4+ + OH-

Khi hòa tan amoniac vào axit axetic (pKa = 4,76), cặp nitơ tự do sẽ lấy 1 proton từ môi trường để làm tăng nồng độ ion hydroxit theo phương trình dưới đây.

NH3 + CH3COOH ⇌ NH4+ + CH3COO-

Công dụng của NH4

Đối với nhiều loài thực vật, đặc biệt là những loài mọc trên đất thiếu oxy, amoni là nguồn cung cấp nitơ quan trọng, nhưng nó cũng gây độc cho hầu hết các loại thực vật và hiếm khi được coi là nguồn cung cấp nitơ duy nhất. Nitơ liên kết với protein trong sinh khối chết, được vi sinh vật tiêu thụ và chuyển hóa thành ion amoni (NH4+) và có thể được rễ cây hấp thụ trực tiếp.

Amoni được sử dụng để nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.

Thực vật thủy sinh có thể hấp thụ và kết hợp nitơ thành protein, axit amin và các phân tử khác thông qua amoni NH4+. Nồng độ amoni cao giúp tăng khả năng sinh trưởng của thực vật thủy sinh.

Amoni hydroxit và các muối amoni khác cũng được sử dụng trong chế biến thực phẩm.

Sản lượng axit hàng ngày của bệnh nhân có thể được cung cấp từ mức amoni trong nước tiểu của bệnh nhân đó. Bởi lượng protein cơ thể tiêu thụ có thể được phản ánh thông qua chỉ số amoni.

Tác dụng của amoni NH4 đối với sự sống

Tác dụng của amoni NH4 đối với sự sống

Đối với cơ thể con người, bản thân amoni không quá độc hại nhưng nếu amoni tồn tại trong nước với nồng độ vượt tiêu chuẩn cho phép thì có thể chuyển hóa thành chất gây ung thư và các bệnh nguy hiểm khác. Theo nghiên cứu, 1g amoni sau khi chuyển hóa hoàn toàn sẽ tạo thành 2,7g nitrit và 3,65g nitrat, trong khi hàm lượng cho phép đối với nitrit là 0,1 mg/lít và đối với nitrat là 10-50 mg. /lít.

Amoni làm giảm tác dụng của clo và làm giảm hiệu quả khử trùng nước nên là một trong những yếu tố cản trở công nghệ xử lý nước thải. Các vi chất dinh dưỡng như hợp chất hữu cơ, phốt pho, mangan, sắt cùng với amoni là thức ăn cho vi khuẩn phát triển và ảnh hưởng đến lượng nước sau xử lý. Nước có thể trở nên đục và đóng cặn trong hệ thống trữ nước.

Hiện tượng cần được quan tâm hơn nữa khi nồng độ amoni trong nước cao dễ sinh ra nitrit NO2. Nitrit và nitrat có thể biến thành chất N – nitroso tiền ung thư trong cơ thể động vật. Amoni dễ dàng chuyển hóa thành chất độc hại khó xử lý nên nước nhiễm amoni nghiêm trọng hơn nước nhiễm asen.

Amoni ảnh hưởng đến cơ thể con người. Khi vào cơ thể trẻ sẽ lấy oxy khiến trẻ xanh xao, thiếu máu, ốm yếu, khó thở do thiếu oxy trong máu. Ở giai đoạn nặng, ngộ độc amoni sẽ gây ngạt thở và tử vong nếu không được điều trị kịp thời.

Amoni còn làm cạn kiệt oxy trong nước, gây độc cho các vi sinh vật sống trong nước và gây teo hệ sinh thái nước.

4 phương pháp xử lý amoni trong nước thải sinh hoạt hiệu quả

Như đã đề cập ở trên, amoni tồn tại trong nước thải sinh hoạt nên làm thế nào để xử lý amoni trong nước thải sinh hoạt là vấn đề được toàn xã hội quan tâm. Để bảo vệ sức khỏe con người và môi trường sống, chúng tôi xin giới thiệu 4 phương pháp xử lý amoni trong nước sinh hoạt hiệu quả nhất sau đây:

Cách 1 là clo hóa

Đây là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để loại bỏ các ion amoni. Clo gần như là hóa chất duy nhất có thể oxy hóa amoni ở nhiệt độ phòng, chuyển nó thành N2 dễ bay hơi. Tuy nhiên, nó phải trải qua nhiều công đoạn mới có thể xử lý được hiệu quả.

Clo phản ứng với amoni nhanh hơn phản ứng với các chất hữu cơ nên phương pháp này có ưu điểm là nhanh, hiệu quả và rẻ tiền. Các quy trình này đòi hỏi người vận hành phải có kiến ​​thức chuyên môn tốt, nếu không clo dư sẽ hình thành các hợp chất cực kỳ khó chịu trong nước.

Cách 2 là phương pháp thông gió

Phương pháp này được sử dụng để xử lý NH3 trong môi trường có độ pH cao, khoảng 10,5 – 11. Để tăng độ pH của nước người ta sẽ sử dụng vôi hoặc xút, hiệu quả đạt hơn 90%. Khi khử bằng phương pháp không khí thì nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất. Khi nhiệt độ nước tăng, tốc độ chuyển hóa ion NH4 thành NH3 sẽ diễn ra nhanh hơn. Sau khi xử lý xong amoni trong nước thải cần sử dụng axit để trung hòa nguồn nước.

Phương pháp 3 là trao đổi ion

Phương pháp này sẽ sử dụng bể lọc cationit. Trong bể nước, ion NH4+ hòa tan sẽ được giữ lại và thay thế bằng ion Na+. Độ pH phải dao động trong khoảng từ 4,0 đến 8,0 để sử dụng phương pháp này. Nếu độ pH nhỏ hơn 4,0 thì các hạt lọc cationit sẽ giữ lại các hạt H+, nhưng nếu độ pH lớn hơn 8 ion NH4+ sẽ chuyển hóa NH3 và sự chuyển đổi hạt cation sẽ không ảnh hưởng gì đến NH3.

Phương pháp xử lý cuối cùng là sinh học

Sử dụng bình lọc nhanh hoặc chậm kết hợp với máy thổi khí liên tục. Trong quá trình này, vi khuẩn nitrosomonas sẽ oxy hóa NH4+ thành NO2-. Và vi khuẩn nitrobacter sẽ tiếp tục oxy hóa NO2- thành NO3. Tiếp tục quá trình cho đến khi hàm lượng NH4+ còn lại ở mức thấp nhất có thể.

Trên đây là tổng hợp định nghĩa amoni là gì và các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt nhiễm amoni hiệu quả nhất mà CVG Group muốn gửi đến bạn đọc. Hy vọng bạn sẽ tìm được giải pháp cho riêng mình.