Carbammato di ammonio: proprietà, sintesi, reazioni, usi

Il carbammato di ammonio è un composto inorganico che si forma dall’ione carbammato H₂NCOO^–, la base coniugata dell’acido carbammico, e dall’ione ammonio NH₄⁺, l’acido coniugato dell’ammoniaca, con la formula H₂NCOONH_{4>. Si presenta come una polvere cristallina bianca con un caratteristico odore di ammoniaca, poco volatile a temperatura ambiente e solubile in acqua, etanolo, metanolo, ammoniaca e formaldeide.}

Proprietà

Il carbammato di ammonio, in soluzione o in presenza di aria umida, reagisce dando origine al carbonato di ammonio:
H₂NCOONH₄ + H₂O → (NH₄)₂CO3>

In contenitori chiusi, il carbammato di ammonio si trova in equilibrio con biossido di carbonio e acqua:
H

₂NCOONH₄ ⇄ 2 NH₃ + CO2>

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Ad alte temperature subisce una decomposizione termica trasformandosi in urea e acqua:
H

₂NCOONH₄ → NH₂CONH₂ + H₂O

In soluzione acquosa, il carbammato si dissocia formando H₂NCOO^– + H₂O ⇄ NH₄⁺ + HCO₃^– + OH^–.

Sintesi

La sintesi del carbammato di ammonio avviene partendo da ammoniaca e biossido di carbonio con la reazione:
2 NH₃ + CO₂ ⇄ H₂NCOONH₄

Questa reazione può essere condotta in diverse condizioni, come trattare ammoniaca liquida con ghiaccio secco, trattare ammoniaca e biossido di carbonio a elevate temperature e pressioni, oppure far reagire il biossido di carbonio e l’ammoniaca in solventi come etanolo, 1-propanolo o dimetilformammide a 0°C.

Reazioni

Il carbammato di ammonio è un intermedio nella sintesi dell’urea, coinvolto nel processo Bosch-Meiser del 1922. In questo processo, l’ammoniaca liquida reagisce con ghiaccio secco per formare il carbammato di ammonio:
2 NH₃ + CO₂ ⇄ H₂NCOONH₄Il processo di decomposizione endotermica del carbammato di ammonio in urea e acqua rappresenta una seconda reazione di equilibrio. Poiché il calore sviluppato dalla prima reazione è maggiore rispetto a quello assorbito nella seconda, si può considerare che la reazione complessiva sia esotermica.

Applicazioni

Il carbammato di ammonio, oltre ad essere utilizzato per la sintesi dell’urea, trova impiego nella produzione delle pirimidine. Questa sostanza viene impiegata anche nella produzione di pesticidi e fumiganti per combattere roditori e insetti, come stabilizzante degli esplosivi, adesivi, prodotti farmaceutici, cosmetici, dentifrici e nella creazione di resine urea-formaldeide.

Uso Industriale

Il carbammato di ammonio svolge un ruolo importante come intermedio nell’ambito del ciclo dell’urea, in quanto viene convertito in carbamilfosfato. Questa trasformazione è cruciale per la produzione di vari composti chimici utilizzati in diversi settori industriali.

Inoltre, la sua versatilità consente di impiegarlo in molteplici processi produttivi che vanno dalla produzione di prodotti farmaceutici alla creazione di materiali come adesivi e resine, dimostrandosi un ingrediente fondamentale per diversi settori industriali e applicazioni specifiche.