Ammonium sulfate
એમોનિયમ સલ્ફેટ (અમેરિકન અંગ્રેજી અને આંતરરાષ્ટ્રીય વૈજ્ઞાનિક ઉપયોગ; બ્રિટિશ અંગ્રેજીમાં એમોનિયમ સલ્ફેટ); (એન. એચ. 4) 2એસ. ઓ. 4, એ સંખ્યાબંધ વ્યાપારી ઉપયોગો સાથેનું અકાર્બનિક મીઠું છે. સૌથી સામાન્ય ઉપયોગ માટી ખાતર તરીકે થાય છે. તેમાં 21 ટકા નાઇટ્રોજન અને 24 ટકા સલ્ફર હોય છે. ઉપયોગો એમોનિયમ સલ્ફેટનો પ્રાથમિક ઉપયોગ આલ્કલાઇન જમીન માટે ખાતર તરીકે થાય છે. જમીનમાં એમોનિયમ આયન મુક્ત થાય છે અને થોડી માત્રામાં એસિડ બનાવે છે, જે જમીનના પીએચ સંતુલનને ઘટાડે છે, જ્યારે છોડના વિકાસ માટે આવશ્યક નાઇટ્રોજનનું યોગદાન આપે છે. એમોનિયમ સલ્ફેટના ઉપયોગનો મુખ્ય ગેરલાભ એમોનિયમ નાઇટ્રેટની તુલનામાં તેની ઓછી નાઇટ્રોજન સામગ્રી છે, જે પરિવહન ખર્ચમાં વધારો કરે છે. તેનો ઉપયોગ પાણીમાં દ્રાવ્ય જંતુનાશકો, હર્બિસાઈડ્સ અને ફૂગનાશક માટે કૃષિ સ્પ્રે સહાયક તરીકે પણ થાય છે. ત્યાં, તે આયર્ન અને કેલ્શિયમ કેટાયનને બાંધવાનું કાર્ય કરે છે જે કૂવાના પાણી અને છોડના કોષો બંનેમાં હાજર હોય છે. તે ખાસ કરીને 2,4-ડી (એમાઇન), ગ્લાયફોસેટ અને ગ્લુફોસિનેટ હર્બિસાઈડ્સ માટે સહાયક તરીકે અસરકારક છે. પ્રયોગશાળામાં એમોનિયમ સલ્ફેટનો ઉપયોગ વરસાદ દ્વારા પ્રોટીન શુદ્ધિકરણ માટેની એક સામાન્ય પદ્ધતિ છે. જેમ જેમ દ્રાવણની આયનીય શક્તિ વધે છે, તેમ તેમ તે દ્રાવણમાં પ્રોટીનની દ્રાવ્યતા ઘટે છે. એમોનિયમ સલ્ફેટ તેની આયનીય પ્રકૃતિને કારણે પાણીમાં અત્યંત દ્રાવ્ય છે, તેથી તે વરસાદ દ્વારા પ્રોટીનને "મીઠું" કરી શકે છે. પાણીના ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક અચળાંકને કારણે, વિખેરાયેલા મીઠાના આયનો કેશનિક એમોનિયમ અને એનાયોનિક સલ્ફેટ પાણીના અણુઓના હાઇડ્રેશન શેલોમાં સહેલાઈથી દ્રાવ્ય થાય છે. સંયોજનોના શુદ્ધિકરણમાં આ પદાર્થનું મહત્વ પ્રમાણમાં વધુ બિનધ્રુવીય અણુઓની તુલનામાં વધુ હાઇડ્રેટેડ બનવાની તેની ક્ષમતાને કારણે છે અને તેથી ઇચ્છનીય બિનધ્રુવીય અણુઓ સંકેન્દ્રિત સ્વરૂપમાં દ્રાવણમાંથી બહાર નીકળે છે અને અવક્ષેપ કરે છે. આ પદ્ધતિને સોલ્ટિંગ આઉટ કહેવામાં આવે છે અને તેમાં મીઠાની ઊંચી સાંદ્રતાના ઉપયોગની જરૂર પડે છે જે જલીય મિશ્રણમાં વિશ્વસનીય રીતે ઓગળી શકે છે. ઉપયોગમાં લેવાતા મીઠાની ટકાવારી મિશ્રણમાં મીઠાની મહત્તમ સાંદ્રતાની સરખામણીમાં ઓગળી શકે છે. જેમ કે, મીઠાની વિપુલતા ઉમેરવાની પદ્ધતિ માટે ઉચ્ચ સાંદ્રતા જરૂરી હોવા છતાં, 100% થી વધુ, દ્રાવણને વધુ સંતૃપ્ત પણ કરી શકે છે, તેથી, બિનધ્રુવીય અવક્ષેપોને મીઠાના અવક્ષેપોથી દૂષિત કરે છે. મીઠાની ઊંચી સાંદ્રતા, જે દ્રાવણમાં એમોનિયમ સલ્ફેટની સાંદ્રતા ઉમેરીને અથવા વધારીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે, તે પ્રોટીનની દ્રાવ્યતામાં ઘટાડાના આધારે પ્રોટીનને અલગ કરવામાં સક્ષમ બનાવે છે; આ વિભાજન સેન્ટ્રીફ્યુગેશન દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. એમોનિયમ સલ્ફેટ દ્વારા વરસાદ એ પ્રોટીન વિકૃતિકરણને બદલે દ્રાવ્યતામાં ઘટાડાનું પરિણામ છે, આમ અવક્ષેપિત પ્રોટીનને પ્રમાણભૂત બફરના ઉપયોગ દ્વારા દ્રાવ્ય કરી શકાય છે. એમોનિયમ સલ્ફેટનો વરસાદ જટિલ પ્રોટીન મિશ્રણને વિભાજિત કરવા માટે અનુકૂળ અને સરળ માધ્યમ પ્રદાન કરે છે. રબરની જાળીઓના વિશ્લેષણમાં, અસ્થિર ફેટી એસિડ્સનું વિશ્લેષણ 35 ટકા એમોનિયમ સલ્ફેટ દ્રાવણ સાથે રબરને અવક્ષેપિત કરીને કરવામાં આવે છે, જે સ્પષ્ટ પ્રવાહી છોડે છે જેમાંથી અસ્થિર ફેટી એસિડ્સને સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે પુનર્જીવિત કરવામાં આવે છે અને પછી વરાળથી નિસ્યંદિત કરવામાં આવે છે. એમોનિયમ સલ્ફેટ સાથે પસંદગીયુક્ત વરસાદ, સામાન્ય વરસાદ તકનીકની વિરુદ્ધ જે એસિટિક એસિડનો ઉપયોગ કરે છે, તે અસ્થિર ફેટી એસિડ્સના નિર્ધારણમાં દખલ કરતું નથી. ફૂડ એડિટિવ ફૂડ એડિટિવ તરીકે, એમોનિયમ સલ્ફેટને સામાન્ય રીતે યુ. એસ. ફૂડ એન્ડ ડ્રગ એડમિનિસ્ટ્રેશન દ્વારા સલામત (GRAS) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અને યુરોપિયન યુનિયનમાં તેને E નંબર E517 દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે. તેનો ઉપયોગ લોટ અને બ્રેડમાં એસિડિટી રેગ્યુલેટર તરીકે થાય છે. અન્ય ઉપયોગો પીવાના પાણીની સારવારમાં, એમોનિયમ સલ્ફેટનો ઉપયોગ ક્લોરિન સાથે મળીને જીવાણુ નાશકક્રિયા માટે મોનોક્લોરામાઇન ઉત્પન્ન કરવા માટે થાય છે. એમોનિયમ સલ્ફેટનો ઉપયોગ અન્ય એમોનિયમ ક્ષાર, ખાસ કરીને એમોનિયમ પર્સલ્ફેટની તૈયારીમાં નાના પાયે થાય છે. રોગ નિયંત્રણ કેન્દ્રો અનુસાર યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સની ઘણી રસીઓ માટે એમોનિયમ સલ્ફેટ એક ઘટક તરીકે સૂચિબદ્ધ છે. ભારે પાણીમાં (D2O) એમોનિયમ સલ્ફેટના સંતૃપ્ત દ્રાવણનો ઉપયોગ સલ્ફર (33S) એન. એમ. આર. સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીમાં δ = 0 પીપીએમના શિફ્ટ મૂલ્ય સાથે બાહ્ય માનક તરીકે થાય છે. ડાયમોનિયમ ફોસ્ફેટની જેમ કામ કરતી જ્યોત પ્રતિરોધક રચનાઓમાં પણ એમોનિયમ સલ્ફેટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. જ્યોત મંદક તરીકે, તે સામગ્રીના દહન તાપમાનમાં વધારો કરે છે, મહત્તમ વજન ઘટાડવાના દરમાં ઘટાડો કરે છે અને અવશેષો અથવા ચારના ઉત્પાદનમાં વધારો કરે છે. તેની જ્યોત પ્રતિરોધક અસરકારકતાને એમોનિયમ સલ્ફેમેટ સાથે ભેળવીને વધારી શકાય છે. તેનો ઉપયોગ હવાઈ અગ્નિશામકમાં કરવામાં આવ્યો છે. એમોનિયમ સલ્ફેટનો ઉપયોગ લાકડાના સંરક્ષક તરીકે કરવામાં આવે છે, પરંતુ તેની હાઇગ્રોસ્કોપિક પ્રકૃતિને કારણે, મેટલ ફાસ્ટનર કાટ, પરિમાણીય અસ્થિરતા અને સમાપ્તિ નિષ્ફળતા સાથે સંકળાયેલી સમસ્યાઓને કારણે આ ઉપયોગ મોટાભાગે બંધ કરવામાં આવ્યો છે. તૈયારી એમોનિયમ સલ્ફેટ એમોનિયાને સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે સારવાર કરીને બનાવવામાં આવે છેઃ 2 NH3 + H2 SO4 → (NH4) 2 SO4 એમોનિયા ગેસ અને પાણીની વરાળનું મિશ્રણ રિએક્ટરમાં દાખલ કરવામાં આવે છે જેમાં એમોનિયમ સલ્ફેટનું સંતૃપ્ત દ્રાવણ અને 60 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર લગભગ 2 થી 4 ટકા મુક્ત સલ્ફ્યુરિક એસિડ હોય છે. દ્રાવણને એસિડિક રાખવા અને તેના મુક્ત એસિડનું સ્તર જાળવી રાખવા માટે કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડ ઉમેરવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયાની ગરમી રિએક્ટરનું તાપમાન 60 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર રાખે છે. એમોનિયા ગેસથી ભરેલા રિએક્શન ચેમ્બરમાં સલ્ફ્યુરિક એસિડનો છંટકાવ કરીને સૂકા, પાવડર એમોનિયમ સલ્ફેટની રચના થઈ શકે છે. પ્રતિક્રિયાની ગરમી પ્રણાલીમાં હાજર તમામ પાણીનું બાષ્પીભવન કરે છે, જેનાથી પાવડરી મીઠું બને છે. 1981માં અંદાજે 60 કરોડ ટનનું ઉત્પાદન થયું હતું. એમોનિયમ સલ્ફેટ પણ જિપ્સમ (CaSA4·2H2O) માંથી બનાવવામાં આવે છે. એમોનિયમ કાર્બોનેટ દ્રાવણમાં બારીક વિભાજિત જિપ્સમ ઉમેરવામાં આવે છે. કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ દ્રાવણમાં એમોનિયમ સલ્ફેટ છોડીને ઘન તરીકે અવક્ષેપિત થાય છે. (એન. એચ. 4) 2સી. ઓ. 3 + સી. એ. એસ. ઓ. 4 → (એન. એચ. 4) 2એસ. ઓ. 4 + સી. એ. સી. ઓ. 3 એમોનિયમ સલ્ફેટ કુદરતી રીતે જ્વાળામુખીના ફ્યુમરોલ્સમાં દુર્લભ ખનિજ માસ્કેગ્નાઇટ તરીકે અને કેટલાક ડમ્પ પર કોલસાની આગને કારણે જોવા મળે છે. ગુણધર્મો એમોનિયમ સલ્ફેટ-49.5 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી નીચેના તાપમાને ફેરોઇલેક્ટ્રિક બને છે. ઓરડાના તાપમાને તે ઓર્થોરોમ્બિક પ્રણાલીમાં સ્ફટિકીકૃત થાય છે, જેમાં કોષના કદ a = 7.729 Å, b = 10.560 Å, c = 5.951 Å હોય છે. જ્યારે ફેરોરેલેક્ટ્રિક સ્થિતિમાં ઠંડુ થાય છે, ત્યારે સ્ફટિકની સમપ્રમાણતા અવકાશ જૂથ Pna21 માં બદલાય છે. પ્રતિક્રિયાઓ એમોનિયમ સલ્ફેટ ઉપર ગરમ કરવા પર વિઘટિત થાય છે, પહેલા એમોનિયમ બાયસલ્ફેટ બનાવે છે. ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવાથી એમોનિયા, નાઇટ્રોજન, સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ અને પાણીમાં વિઘટન થાય છે. મજબૂત એસિડ (એચ. 2. એસ. ઓ. 4) અને નબળા ક્ષાર (એન. એચ. 3) ના મીઠું તરીકે, તેનું દ્રાવણ એસિડિક છે; 0.1 એમ દ્રાવણનું પી. એચ. 5.5 છે. જલીય દ્રાવણમાં પ્રતિક્રિયાઓ અને આયનની હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, બેરિયમ ક્લોરાઇડનો ઉમેરો, બેરિયમ સલ્ફેટને બહાર કાઢે છે. બાષ્પીભવન પર ગાળણ એમોનિયમ ક્લોરાઇડ પેદા કરે છે. એમોનિયમ સલ્ફેટ ઘણા બેવડા ક્ષાર (એમોનિયમ મેટલ સલ્ફેટ્સ) બનાવે છે જ્યારે તેના દ્રાવણને ધાતુના સલ્ફેટ્સના સમધ્રુવીય દ્રાવણ સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે અને દ્રાવણ ધીમે ધીમે બાષ્પીભવન થાય છે. ત્રિકોણીય ધાતુના આયનો સાથે, ફેરિક એમોનિયમ સલ્ફેટ જેવા એલમ રચાય છે. ડબલ મેટલ સલ્ફેટ્સમાં એમોનિયમ કોબાલ્ટસ સલ્ફેટ, ફેરસ ડાયમોનિયમ સલ્ફેટ, એમોનિયમ નિકલ સલ્ફેટનો સમાવેશ થાય છે જે ટટનના ક્ષાર તરીકે ઓળખાય છે અને એમોનિયમ સેરિક સલ્ફેટ. એમોનિયમના નિર્જલ ડબલ સલ્ફેટ્સ પણ લેંગબીનાઇટ્સ પરિવારમાં જોવા મળે છે. ઉત્પાદિત એમોનિયામાં તીવ્ર ગંધ હોય છે અને તે ઝેરી હોય છે. બાષ્પીભવન પામેલા એમોનિયમ સલ્ફેટના વાયુજન્ય કણો વિશ્વભરમાં સૂક્ષ્મ કણોના પ્રદૂષણમાં આશરે 30 ટકા હિસ્સો ધરાવે છે. કાયદો અને નિયંત્રણ નવેમ્બર 2009માં, આતંકવાદીઓ દ્વારા વિસ્ફોટકો બનાવવા માટે તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હોવાના અહેવાલોને પગલે, પાકિસ્તાનના ઉત્તર પશ્ચિમ સરહદી પ્રાંત (એનડબલ્યુએફપી) ના ઉપલા દીર, નીચલા દીર, સ્વાત, ચિત્રાલ અને મલકંદ જિલ્લાઓનો સમાવેશ કરતા ભૂતપૂર્વ મલકંદ વિભાગમાં, એનડબલ્યુએફપી સરકાર દ્વારા એમોનિયમ સલ્ફેટ, એમોનિયમ નાઇટ્રેટ અને કેલ્શિયમ એમોનિયમ નાઇટ્રેટ ખાતરો પર પ્રતિબંધ લાદવામાં આવ્યો હતો. જાન્યુઆરી 2010માં અફઘાનિસ્તાનમાં પણ આ જ કારણસર આ પદાર્થો પર પ્રતિબંધ મૂકવામાં આવ્યો હતો. એમોનિયમ સલ્ફેટ વરસાદ સંદર્ભો વધુ વાંચન ગુણધર્મોઃ UNIDO અને આંતરરાષ્ટ્રીય ખાતર વિકાસ કેન્દ્ર (1998), ખાતર માર્ગદર્શિકા, ક્લુવર શૈક્ષણિક પ્રકાશકો, જુઓ. બાહ્ય કડીઓ કેલ્ક્યુલેટરઃ સપાટીના તણાવ અને ઘનતા, જલીય એમોનિયમ સલ્ફેટ એમોનિયમ સંયોજનોની મોલારિટીઝ અને મોલાલિટીઝ સલ્ફેટ્સ આગ દમન એજન્ટો અકાર્બનિક ખાતરો ફૂડ એડિટિવ્સ ફૂડ સ્ટેબિલાઇઝર્સ ઇ-નંબર એડિટિવ્સ