अमोनियम सल्फेट

अमोनियम सल्फेट (अमेरिकी अंग्रेजी और अंतरराष्ट्रीय वैज्ञानिक उपयोग; ब्रिटिश अंग्रेजी में अमोनियम सल्फेट); (NH4)2SO4, कई व्यावसायिक उपयोगों वाला एक अकार्बनिक नमक है। इसका सबसे साधारण  उपयोग मिट्टी के उर्वरक के रूप में होता है। इसमें 21% नाइट्रोजन और 24% सल्फर होता है।

उपयोग
अमोनियम सल्फेट का प्राथमिक उपयोग क्षारीय मिट्टी के लिए उर्वरक के रूप में होता है। मिट्टी में अमोनियम आयन का त्याग किया जाता है और यह अल्प मात्रा में अम्ल बनाता है, जिससे मिट्टी का pH संतुलन कम हो जाता है, जबकि पौधों की वृद्धि के लिए आवश्यक नाइट्रोजन का उपयोग किया जाता है। अमोनियम सल्फेट के उपयोग की सबसे बड़ी हानि अमोनियम नाइट्रेट के सापेक्ष इसकी अल्प नाइट्रोजन सामग्री है, जो परिवहन लागत में वृद्धि करता है। इसका उपयोग पानी में घुलनशील कीटनाशकों, शाकनाशियों और कवकनाशियों के लिए एक कृषि फुहार सहायक के रूप में भी किया जाता है। जिसमे यह लोहे और कैल्शियम के धनायनों को बांधने का कार्य करता है जो अच्छी तरह से पानी और पौधों की कोशिकाओं दोनों में उपस्थित होते हैं। यह विशेष रूप से 2,4-D (एमाइन), ग्लाइफोसेट और ग्लूफ़ोसिनेट शाकनाशियों के सहायक के रूप में प्रभावी है।

प्रयोगशाला उपयोग
अमोनियम सल्फेट वर्षा के अवक्षेपण द्वारा प्रोटीन शुद्धिकरण के लिए एक सामान्य विधि है। जैसे-जैसे किसी घोल की आयनिक शक्ति बढ़ती है, उस घोल में प्रोटीन की घुलनशीलता कम होती जाती है। अमोनियम सल्फेट अपनी आयनिक प्रकृति के कारण पानी में घुलनशील है, इसलिए यह अवक्षेपण द्वारा प्रोटीन से "नमक बाहर" कर सकता है। जल के उच्च अचालक स्थिरांक के कारण, अलग-अलग नमक आयन धन आयनिक अमोनियम और ऋण आयनिक सल्फेट होने के कारण जल के अणु के जल योजन कोश के भीतर आसानी से घुल जाते हैं।यौगिकों के शुद्धिकरण में इस पदार्थ का महत्व अपेक्षाकृत अधिक गैर-ध्रुवीय अणुओं की तुलना में अधिक जलयोजित होने की क्षमता से उत्पन्न हुआ है और इसलिए वांछनीय गैर-ध्रुवीय अणु एक सांद्रित रूप में विलयन से बाहर निकलते हैं और अवक्षेपित होते हैं। इस विधि को नमक का बाहर निकलना कहा जाता है और इसके लिए उच्च सांद्रता वाले नमक की आवश्यकता होती है जो जलीय मिश्रण में विश्वसनीय ढंग से घुल सकता है। उपयोग किए गए नमक का प्रतिशत मिश्रण में नमक की अधिकतम सांद्रता की तुलना में घोला जा सकता है।इस प्रकार,यद्यपि  नमक की अधिकता बढ़ाने और काम करने की  विधियों के लिए उच्च सांद्रता की आवश्यकता होती है, 100% से अधिक, विलयन को यह अतिसंतृप्त भी कर सकता है, इसलिए, नमक अवक्षेप के साथ गैर-ध्रुवीय अवक्षेप को दूषित कर सकता है। एक उच्च नमक सांद्रता, जिसे विलयन में अमोनियम सल्फेट की सांद्रता  को संयोजित करके या बढ़ाकर प्राप्त किया जा सकता है, प्रोटीन विलेयता में कमी के आधार पर प्रोटीन पृथक्करण को सक्षम बनाता है; यह पृथक्करण अपकेंद्रीकरण द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।अमोनियम सल्फेट द्वारा अवक्षेपण प्रोटीन विकृतीकरण के अतिरिक्त कम घुलनशीलता  का परिणाम है, इस प्रकार अवक्षेपित प्रोटीन को मानक बफ़र् के उपयोग के माध्यम से घुलनशील किया जा सकता है। अमोनियम सल्फेट अवक्षेपण जटिल प्रोटीन मिश्रण को अलग करने के लिए एक सुविधाजनक और सरल साधन प्रदान करता है। रबर जालक के विश्लेषण में, वाष्पशील वसीय अम्लों का विश्लेषण 35% अमोनियम सल्फेट विलयन के साथ रबर को अवक्षेपित करके किया जाता है, जो एक स्पष्ट तरल छोड़ता है जिससे वाष्पशील वसीय अम्लों को सल्फ्यूरिक अम्ल के साथ पुनर्जीवित किया जाता है और फिर भाप से आसुत किया जाता है। अमोनियम सल्फेट के साथ चयनात्मक अवक्षेपण, एसिटिक अम्ल का उपयोग करने वाली सामान्य अवक्षेपण तकनीक के विपरीत, वाष्पशील वसीय अम्लों के निर्धारण में हस्तक्षेप नहीं करता है।

खाद्य योज्य
खाद्य योज्य के रूप में, अमोनियम सल्फेट को U.S. खाद्य एवं औषधि  प्रसाशन द्वारा साधारणतया सुरक्षित (GRAS) माना जाता है, और यूरोपीय संघ में इसे E संख्या E517 द्वारा नामित किया गया है। यह आटे और ब्रेड में एक अम्लता नियामक के रूप में प्रयोग किया जाता है।

अन्य उपयोग
पीने योग्य जल के उपचार में, कीटाणुशोधन के लिए मोनोक्लोरामाइन उत्पन्न करने के लिए क्लोरीन के संयोजन में अमोनियम सल्फेट का उपयोग किया जाता है।। अमोनियम सल्फेट का उपयोग छोटे पैमाने पर अन्य अमोनियम लवणों, विशेष रूप से अमोनियम परसल्फेट की तैयारी में किया जाता है।

अमोनियम सल्फेट रोग नियंत्रण केंद्रों के अनुसार संयुक्त राज्य अमेरिका के कई टीकों के लिए एक घटक के रूप में सूचीबद्ध है। भारी जल (D2O) में अमोनियम सल्फेट का एक संतृप्त विलयन सल्फर (33S) NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी में 0 ppm के स्थानान्तरित मूल्य के साथ बाह्य मानक के रूप में उपयोग किया जाता है।

अमोनियम सल्फेट का उपयोग ज्वाला मंदक रचनाओं में भी किया जाता है जो डायमोनियम फॉस्फेट की तरह कार्य करता है। ज्वाला मंदक के रूप में, यह सामग्री के दहन तापमान को बढ़ाता है, अधिकतम वजन घटाने की दर को कम करता है, और अवशेषों या राख के उत्पादन में वृद्धि का कारण बनता है। इसे अमोनियम सल्फामेट के साथ मिलाने पर इसकी ज्वाला मंदक क्षमता को बढ़ाया जा सकता है । इसका उपयोग हवाई अग्निशमन में किया गया है।

अमोनियम सल्फेट का उपयोग लकड़ी के परिरक्षक के रूप में किया जाता है, लेकिन इसकी आर्द्रताग्राही प्रकृति के कारण, धातु बंधक जंग, आयामी अस्थिरता और परिष्कृत विफलताओं से संबंधित समस्याओं के कारण इसके प्रयोग को प्रायः बंद कर दिया गया है।।

तैयारी
अमोनियम सल्फेट अमोनिया की सल्फ्यूरिक अम्ल के साथअभिक्रिया करके बनाया जाता है
 * 2 NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4

अमोनिया गैस और जल वाष्प का मिश्रण एक रिएक्टर में प्रस्तावित किया जाता है जिसमें अमोनियम सल्फेट का संतृप्त विलयन उपस्थित  होता है और 60 डिग्री सेल्सियस पर लगभग 2 से 4% मुक्त सल्फ्यूरिक अम्ल देता है। घोल को अम्लीय बनाए रखने के लिए और इसके मुक्त अम्ल के स्तर को बनाए रखने के लिए इसमें सान्द्र सल्फ्यूरिक अम्ल मिलाया जाता है।अभिक्रिया की ऊष्मा रिएक्टर के तापमान को 60 °C पर बनाए रखती है। अमोनिया गैस से भरे अभिक्रिया गृह में सल्फ्यूरिक अम्ल का छिड़काव करके सूखा, चूर्ण अमोनियम सल्फेट बनाया जा सकता है।अभिक्रिया की ऊष्मा जल को वाष्पित कर लेती है।अभिक्रिया की ऊष्मा निकाय में उपस्थित जल को वाष्पित कर देती है, जिससे एक चूर्ण नमक बनता है। 1981 में लगभग 6,000 मिलियन टन का उत्पादन किया गया था।

अमोनियम सल्फेट भी जिप्सम (CaSO4 · 2H2O) से निर्मित होता है। अमोनियम कार्बोनेट विलयन में बारीक विभाजित जिप्सम मिलाया जाता है। कैल्शियम कार्बोनेट एक ठोस के रूप में अवक्षेपित होता है, जिससे विलयन में अमोनियम सल्फेट अवक्षेपित हो जाता है।
 * (NH4)2CO3 + CaSO4 → (NH4)2SO4 + CaCO3

अमोनियम सल्फेट ज्वालामुखी धूम्रछिद्र में दुर्लभ खनिज मेस्कैग्नाइट के रूप में स्वाभाविक रूप से उपस्थित होता है और कुछ ढेरों पर कोयले की आग के कारण उत्पन्न होता है।

गुण
अमोनियम सल्फेट -49.5 डिग्री सेल्सियस से नीचे  तापमान पर लोहवैद्युत हो जाता है। कमरे के तापमान पर यह विषमलम्बाक्ष प्रणाली में क्रिस्टलीकृत होता है, a = 7.729 Å, b = 10.560 Å, c = 5.951 Å के कोष्ठिका आकार के साथ। जब लोहवैद्युत अवस्था में यह ठंडा किया जाता है, तो क्रिस्टल की समरूपता अंतरिक्ष समूह Pna21 में बदल जाती है।.

अभिक्रियाएं
अमोनियम सल्फेट को 250 डिग्री सेल्सियस (482 डिग्री फारेनहाइट) से ऊपर गर्म होने पर यह अमोनियम बाइसल्फेट में विघटित हो जाता है। उच्च तापमान पर गर्म करने से इसका अपघटन अमोनिया, नाइट्रोजन, सल्फर डाइऑक्साइड और पानी में होता है।

प्रबल अम्ल (H2SO4) तथा दुर्बल क्षार (NH3) के लवण के रूप में इसका विलयन अम्लीय होता है; 0.1M का pH 5.5 है। जलीय विलयन में अभिक्रियाएँ NH4 और SO4−2 आयनों के कारण होती हैं। उदाहरण के लिए, बेरियम क्लोराइड मिलाने से बेरियम सल्फेट अवक्षेपित हो जाता है। वाष्पीकरण के उपरान्त इसे छानने से अमोनियम क्लोराइड प्राप्त होता है।

अमोनियम सल्फेट द्विक लवण (अमोनियम धातु सल्फेट्) बनाता है जब इसका विलयन धातु सल्फेट् के समतुल्य विलयन के साथ मिलाया जाता है और विलयन धीरे-धीरे यह वाष्पित हो जाता है। त्रिकोणीय धातु आयनों के साथ, फिटकरी जैसे फेरिक अमोनियम सल्फेट बनते हैं। द्विधातु सल्फेट् में अमोनियम कोबाल्ट सल्फेट, फेरस डायमोनियम सल्फेट, अमोनियम निकल सल्फेट सम्मिलत हैं जिन्हें टटन के लवण और अमोनियम सेरिक सल्फेट के रूप में जाना जाता है। लैंगबेनाइट् प्रतिवेदन में अमोनियम के निर्जल द्विसल्फेट् भी उपस्थित होते हैं। उत्पादित अमोनिया में तीखी गंध होती है और यह जहरीली होती है।

वाष्पित अमोनियम सल्फेट के वायुवाहित कणों में दुनिया भर में सूक्ष्म कण प्रदूषण का लगभग 30% सम्मिलित है।

विधान और नियंत्रण
नवंबर 2009 में, पूर्व मलकंद विभाजन में अमोनियम सल्फेट, अमोनियम नाइट्रेट और कैल्शियम अमोनियम नाइट्रेट उर्वरकों पर प्रतिबंध लगाया गया था - जिसमें पाकिस्तान के उत्तर पश्चिम सीमांत प्रांत (NWFP) के ऊपरी दीर, लोअर दीर, स्वात, चित्राल और मलकंद जिले सम्मिलित थे। NWFP सरकार द्वारा, उन सूचनाओं के बाद  इनका उपयोग उग्रवादियों द्वारा विस्फोटक बनाने के लिए किया गया था। जनवरी 2010 में, इन पदार्थों को अफगानिस्तान में भी इसी कारण से प्रतिबंधित कर दिया गया था।

यह भी देखें

 * अमोनियम सल्फेट वर्षा

अग्रिम पठन

 * Properties: UNIDO and International Fertilizer Development Center (1998), Fertilizer Manual, Kluwer Academic Publishers, ISBN 0-7923-5032-4.

बाहरी संबंध

 * Calculators: surface tensions, and densities, molarities and molalities of aqueous ammonium sulfate
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