Cloruro di ammonio: pH, sintesi, reazioni

Il cloruro di ammonio ha formula NH₄Cl e si presenta come un solido cristallino bianco, igroscopico solubile in acqua, idrazina e soluzioni ammoniacali ma scarsamente solubile in acetone, acetato di etile e etere etilico.

Sublima a 34O °C e si decompone per dare ammoniaca e cloruro di idrogeno.

In natura viene rinvenuto in prossimità delle regioni vulcaniche vicino a sfiati che emanano vapori. Noto sin dall’antichità è stato menzionato nel 554 in Cina

pH di una soluzione di cloruro di ammonio

In soluzione il cloruro di ammonio si solubilizza in ione ammonio e ione cloruro. Mentre lo ione cloruro, base coniugata dell’acido cloridrico non idrolizza in quanto esso è un acido forte, lo ione ammonio, acido coniugato della base debole ammoniaca idrolizza secondo l’equilibrio:

NH₄⁺ + H₂O ⇄ NH₃ + H₃O⁺

Regolato dalla costante di equilibrio K_a = K_w/K_b essendo K_w la costante di dissociazione dell’acqua e K_b la costante basica dell’ammoniaca.

Una soluzione di cloruro di ammonio ha quindi un valore di pH minore di 7

Sintesi

Può essere preparato:

• facendo reagire acido cloridrico diluito e ammoniaca secondo la reazione:

NH₃ + HCl → NH₄Cl

I reagenti vengono mescolati e la soluzione viene fatta evaporare fino a che inizia a cristallizzare il cloruro di ammonio. La soluzione viene poi lasciata raffreddare e messa in stufa o essiccatore.

• tramite il processo Solvay per ottenere il bicarbonato di sodio in cui il cloruro di ammonio viene ottenuto come sottoprodotto:

NH₃ + CO₂ + NaCl + H₂O → NH₄Cl + NaHCO₃

Reazioni

Reagisce con:

• l’idrossido di sodio per dare ammoniaca secondo la reazione:

NH₄Cl + NaOH → NH₃ + NaCl + H₂O

• il carbonato di sodio per dare biossido di carbonio e ammoniaca secondo la reazione:

2 NH₄Cl + Na₂CO₃ → 2 NaCl + CO₂ + H₂O + 2 NH₃

• una soluzione di nitrato di argento per dare un precipitato di cloruro di argento secondo la reazione:

NH₄Cl + AgNO₃ → AgCl + NH₄NO₃

• gli idrossidi per dare ammoniaca. Ad esempio l’idrossido di bario reagisce con il cloruro di ammonio per dare cloruro di bario e ammoniaca secondo la reazione:

2 NH₄Cl + Ba(OH)₂ → BaCl₂ + 2 NH₃ + 2 H₂O

• con ossidi metallici per dare un composto di coordinazione Ad esempio l’ossido di zinco reagisce con il cloruro di ammonio per dare il cloruro di diamminozinco secondo la reazione:

2 NH₄Cl + ZnO → [Zn(NH₃)₂Cl₂]

Tuttavia se il metallo presente nell’ossido ha elevata affinità con lo ione cloruro si forma un sale e non un composto di coordinazione come avviene, ad esempio con l’ossido di piombo (II):

2 NH₄Cl + PbO → PbCl₂ + 2 NH₃ +  H₂O

Usi

Il cloruro di ammonio viene utilizzato, unitamente all’ammoniaca, per ottenere soluzioni tampone.

Con il numero di E510  è utilizzato come regolatore dell’acidità negli alimenti, nel lievito, in alcuni tipi di dolci.
In campo medico è usato come espettorante e in taluni casi di alcalosi.

In qualità di elettrolita è usato nelle batterie a secco come quella zinco-carbonio.

Esso è anche ampiamente impiegato come componente di flussi di zincatura , stagnatura e saldatura per rimuovere i rivestimenti di ossido dai metalli e quindi migliorare l’adesione delle saldature.
L’uso principale del cloruro di ammonio è nel campo dei fertilizzanti azotati utilizzati, in modo particolare nelle coltivazioni di riso.  Altri usi includono nello shampoo per capelli, nella colla che lega il compensato e nei prodotti per la pulizia.