مونو آمونیوم فسفات چیست؟ خواص، روش تولید و کاربردها

مونو آمونیوم فسفات چیست؟ روش تولید، ویژگی‌ها و کاربردهای آن

مونو آمونیوم فسفات (MAP) که به نام آمونیوم دی هیدروژن فسفات (ADP) نیز شناخته می‌شود، یک ترکیب شیمیایی با فرمول شیمیایی (NH4)(H2PO4) است. ADP ماده اصلی کودهای کشاورزی و برخی از کپسول‌های آتش نشانی است. همچنین در صنایع اپتیک و الکترونیک، کاربردهای گسترده‌ای دارد.

آمونیوم دی هیدروژن فسفات (ADP) یکی از ترکیبات مهم خانواده فسفات آمونیوم است و معمولاً به عنوان آمونیم مونو فسفات (MAP) یا دی آمونیم فسفات نیز شناخته می‌شود.

در این قسمت و در مقدمه متن درباره فرمول مونو آمونیوم فسفات و ساختار آن به طور اختصار صحبت می‌کنیم. فرمول شیمیایی دی هیدروژن فسفات آمونیوم، NH4H2PO4 است. فرمول مولکولی آن به صورت H6NO4P نمایش داده می‌شود و جرم مولی آن ۱۱۵.۰۲ گرم در مول است.

این ترکیب، نمک مونو آمونیوم اسید فسفریک است. همانطور که از ساختار شیمیایی این ترکیب می‌توان متوجه شد، این مولکول از کاتیون آمونیوم (NH⁺_۴) و آنیون فسفات (H2PO^–_۴) تشکیل شده است. یون آمونیوم، یک کاتیون رایج است که در بسیاری از نمک‌های حاصل از واکنش آمونیاک با یک اسید یافت می‌شود.

آنیون فسفات، دارای اتم مرکزی فسفر است که به دو گروه هیدروکسیل و دواتم اکسیژن متصل است (یکی از طریق پیوند یگانه و دیگری از طریق پیوند دوگانه). این ترکیب جامد به صورت بلورهای چهار ضلعی معمولاً وجود دارد.

روش‌های تولید

مونو آمونیوم فسفات به صورت صنعتی از یک واکنش گرمازا، حاصل از مخلوط کردن اسید فسفریک و آمونیاک به نسبت صحیح، تهیه می‌شود؛ این واکنش را در قسمت زیر مشاهده می‌کنید:

NH_۳ + H_۳PO_۴ → NH_۶PO_۴

سپس MAP در حالت کریستالی رسوب می‌کند.

 

خواص و ویژگی‌ها

۱-خواص شیمیایی آمونیوم دی هیدروژن فسفات

مونو آمونیوم فسفات در آب، محلول است و به عنوان نمک بی آب در سیستم چهار ضلعی معرفی می‌شود که به شکل منشورهای کشیده یا سوزنی، به حالت متبلور در می‌آید. این ماده در اتانول عملاً نامحلول است. آمونیوم دی هیدروژن فسفات جامد در دمای حداکثر ۲۰۰ درجه سانتی گراد، هنگامی که به آمونیاک گازی تجزیه می‌شود، پایدار است. در دمای ۱۲۵ درجه سانتیگراد فشار جزئی آمونیاک، ۰/۰۵ میلی متر جیوه است. محلول استوکومتری مونو آمونیوم فسفات، اسیدی است.

۲-خواص فیزیکی آمونیوم دی هیدروژن فسفات

ADP، به صورت یک ماده جامد بلوری سفید با دانسیته ۱/۸۰ گرم در میلی لیتر و نقطه ذوب ۱۹۰ درجه سانتی گراد است.

مشخصات فیزیکی و شیمیایی

Ammonium dihydrogen phosphate
نام ترکیب
IUPAC نامگذاری ammonium dihydrogen phosphate آمونیوم دی هیدروژن فسفات
نام‌های متداول دیگر monoammonium phosphate مونو آمونیوم فسفات
شاخص‌های شناسایی
۷۷۲۲-۷۶-۱	CAS Number
۲۳۱-۷۶۴-۵	EC Number
E342(i)	E number
۲۴۴۰۲	PubChem CID
ویژگی‌ها و خواص
H۶NO۴P	فرمول شیمیایی
۱۱۵.۰۲۵ g·mol−۱	جرم مولی
کریستال یا گرانول سفید یا شیری	شکل ظاهری
بدون بو	بو
۱.۸۰ g/cm۳	دانسیته
۱۹۰ °C (374 °F; 463 K)	نقطه ذوب
(g/dL) 28 (10 °C) ۳۶ (۲۰ °C) ۴۴ (۳۰ °C) ۵۶ (۴۰ °C) ۶۶ (۵۰ °C) ۸۱ (۶۰ °C) ۹۹ (۷۰ °C) ۱۱۸ (۸۰ °C) ۱۷۳ (۱۰۰ °C)	حلالیت در آب
نامحلول در اتانول نامحلول در استون	حلالیت در سایر حلال‌ها
ویژگی‌های ساختاری
تتراگونال (۴ وجهی)	ساختار کریستالی
ویژگی‌های ترموشیمیایی
−۱۴۴۵.۰۷ kJ/mol	آنتالپی استاندارد تشکیل (ΔfH⦵۲۹۸)
ترکیبات مرتبط
Ammonium phosphate آمونیوم فسفات Diammonium phosphate دی آمونیوم فسفات	آنیون‌های مرتبط
Monosodium phosphate مونو سدیم فسفات Potassium dihydrogen phosphate پتاسیم دی هیدروژن فسفات	کاتیون‌های مرتبط

 

کاربردهای مونو آمونیوم فسفات

۱-کشاورزی

بیشترین استفاده از آمونیوم هیدروژن فسفات در کشاورزی و به عنوان یک ماده اصلی تشکیل دهنده کود است. کود فسفات آمونیوم، عناصر نیتروژن و فسفر را به شکل قابل استفاده برای گیاهان در خاک تأمین می‌کند. بر چسب کود NPK حاوی این ترکیب شیمیایی به صورت ۱۲-۶۱-۰ (۱۲-۲۷-۰) است، به این معنی که حاوی ۱۲٪ وزنی نیتروژن و ۶۱٪ فسفر یا P و در حالت‌های دیگر حاوی ۲۷٪ فسفر است.

مونو آمونیوم فسفات (MAP)، یک منبع پرکاربرد حاوی فسفر (P) و نیتروژن (N) است. این ماده از دو ماده تشکیل دهنده رایج در صنعت کود ساخته شده و بیشترین فسفر را در بین کودهای جامد رایج دارد.

*روش تولید کودهای کشاورزی شامل آمونیوم هیدروژن فسفات:

روند تولید کود MAP نسبتاً ساده است.

در یک روش معمول، نسبت یک به یک آمونیاک و اسید فسفریک با هم واکنش می‌دهند و دوغاب حاصل، شامل MAP در یک دانه بندی معین، جامد و متبلور می‌شود.

در روش دوم، دو ماده اولیه را در یک راکتور لوله‌ای متقاطع با هم مخلوط می‌کنند؛ جایی که این واکنش برای تبخیر آب و تبدیل MAP به حالت جامد، گرما تولید می‌شود.

روش‌های دیگر نیز برای تهیه کودهای حاوی آمونیوم هیدروژن فسفات وجود دارد. یک مزیت مونو آمونیوم فسفات تولید شده این است که می‌توان از H₃PO₄ با کیفیت پایین‌تری در مقایسه با سایر کودهای فسفات که اغلب به درجه اسید خالص‌تری نیاز دارند، استفاده کرد. محتوای MAP حاوی پنتوکسید فسفر (P₂O₅)  بسته به میزان ناخالصی اسید، از ۴۸ تا ۶۱ درصد متغیر است. رایج‌ترین ترکیب کود آمونیوم هیدروژن فسفات، ۱۱-۵۲-۰ است.

*خواص شیمیایی:

*مصارف کشاورزی کود آمونیوم هیدروژن فسفات:

مونو آمونیوم فسفات، سال‌ها است که یک کود دانه بندی شده بسیار کاربردی است. این کود، در آب محلول است و به سرعت در خاک مرطوب، کامل حل می‌شود. پس از انحلال، دو جز اساسی کود، مجدداً از هم جدا می‌شوند تا آمونیوم و فسفات، آزاد شوند که هر دو برای رشد سالم و پایدار گیاه لازم هستند.

pH محلول اطراف گرانول‌های MAP، به طور متوسط، اسیدی است و باعث می‌شود این ترکیب، کود ویژه‌ای در خاک‌های خنثی یا خاک‌هایی با pH بالا باشد. این تفکیک را در شکل زیر می‌بینید:

تولید کنندگان MAP گرانولی توصیه کرده‌اند این ترکیبات را در منطقه نزدیکی ریشه‌های در حال رشد یا در نوارهای سطحی، استفاده کنید. همچنین معمولاً با پخش این کود در سطح مزرعه و مخلوط کردن آن در خاک سطحی نیز می‌توان اثرگذاری آن را افزایش داد.

مونو آمونیوم فسفات به صورت پودر، جزء مهمی از کودهای مخلوط است. هنگامی که MAP با H₃PO₄ خالص تهیه می‌شود، به راحتی در محلول شفاف، حل می‌شود. ترکیب به دست آمده، P₂O₅ MAP با خلوص بالا، معمولاً ۶۱ درصد، است.

با استفاده از کودهای MAP در کشاورزی، نیازی به اقدامات احتیاطی خاصی نیست. اسیدیته کم در این کود، احتمال آزاد شدن NH₃ در هوا را کاهش می‌دهد. مونو آمونیوم فسفات را می‌توان در نزدیکی بذرهای در حال جوانه زدن استفاده کرد بدون اینکه نگرانی‌هایی در مورد آسیب NH₃ وجود داشته باشد.

با این حال، MAP که در محلول پاشی استفاده می‌شود یا به آب آبیاری اضافه می‌شود نباید با کودهای کلسیم یا منیزیم مخلوط شود.

برای استفاده از کود مونو آمونیوم فسفات با خلوص بالا در کشاورزی ممکن است لازم باشد که یک تهویه نیز برای آن در نظر گرفت. مانند تمام کودهای کشاورزی حاوی فسفر، روش‌های مدیریتی مناسبی را برای به حداقل رساندن هر گونه از دست دادن مواد مغذی در سطح آب یا سیستم زهکشی استفاده کنید.

منبع MAP با خلوص بالا به عنوان ماده غذایی برای حیوانات استفاده می‌شود. ⁺NH₄ به پروتئین، سنتز می‌شود و ⁻H₂PO₄ از انواع عملکردهای متابولیکی در حیوانات، پشتیبانی می‌کند.

۲-کپسول‌های آتش نشانی

ترکیب مونو آمونیوم فسفات در برخی از خاموش کننده‌های آتش نشانی شیمیایی جزء اصلی از پودر ABC است. ABC در اینجا به معنای آتش سوزی‌های کلاس A و B و C است که تعریف‌های خاص خودش را دارد.

۳-صنایع اپتیک

آمونیوم دی هیدروژن فسفات به دلیل خاصیت تجزیه مجدد، ماده کریستالی است که به طور گسترده در زمینه اپتیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به ساختار کریستالی چهار ضلعی، این ماده دارای تقارن نوری تک محوری منفی با شاخص‌های شکست معمول در طول موج نوری است.

۴-صنعت الکترونیک

بلورهای جامد مونو آمونیوم فسفات، پیزوالکتریک هستند، خاصیتی که در برخی از مبدل‌های فعال سیستم‌های دریایی مورد نیاز است (مبدل مورد نظر مبدل‌هایی هستند که از خاصیت مغناطیسی استفاده می‌کنند). در دهه ۱۹۵۰، بلورهای ADP تا حد زیادی جایگزین بلورهای نمک “کوارتز” و “روشل” در مبدل‌ها شدند زیرا کار با آن‌ها آسان‌تر از کوارتز است و بر خلاف نمک روشل، جاذب رطوبت نیستند.

۵-ساخت اسباب بازی‌ها

MAP که نسبتاً غیر سمی است، ماده محبوبی برای تولید بلورهای سرگرم کننده است که به عنوان کیت‌های اسباب بازی، مخلوط با رنگ‌های مختلف، به فروش می‌رسند.

ایمنی

اثرات بهداشتی/ خطرات ایمنی مونو آمونیوم فسفات: فسفات دی هیدروژن آمونیوم می‌تواند پوست و چشم‌ها را در اثر تماس، به شدت تحریک کند. این ماده به آمونیاک و اسید فسفریک تجزیه می‌شود که مواد سمی و خورنده هستند. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض ADP می‌تواند باعث مسمومیت با آمونیاک شود.

این ترکیب، تحریک چشم، پوست و مجاری تنفسی را برای همه افرادی که با آن سروکار دارند به دنبال خواهد داشت.

بعد از استنشاق غبارات مونو آمونیوم فسفات، مشکلاتی در تنفس ایجاد می‌شود و ممکن است حالت خشکی و گلو درد هم دیده شود. اگر مقدار زیادی از این ترکیب به صورت تصادفی بلعیده شود منجر به درد شکمی، اسهال، حالت تهوع و استفراغ می‌شود.

کسانی که با این ماده در تماس هستند، اقدامات احتیاطی شخصی، تجهیزات حفاظتی و اقدامات اضطراری را برای مواجهه با خطرات باید آموزش دیده باشند.

سعی کنید بخارات حاصل از آتش سوزی یا بخارهای حاصل از تجزیه مونو آمونیوم فسفات را تنفس نکنید.

از لباس کار محافظ، دستکش و محافظ چشم یا صورت استفاده کنید. به کار بردن عینک‌های ایمنی مناسب در انبارهایی که گرد و غبار این ترکیب پراکنده شده است، برای کاهش قرار گرفتن در معرض گرد و غبار و آسیب به چشم، ضروری است. پوشیدن لباس با آستین‌های بلند توصیه می‌شود.

مواد جامد اضافی را جمع آوری کنید. منطقه را به خوبی تهویه کنید.

*واکنش پذیری مونو آمونیوم فسفات: در دمای محیط و در شرایط عادی، پایدار است.

*پایداری شیمیایی: در دما و فشار استاندارد، پایدار است.

*امکان واکنش‌های خطرناک: پلیمریزاسیون خطرناک رخ نخواهد داد.

*شرایطی که باید از آن اجتناب کرد: جوشکاری یا عملیات گرم بر روی تجهیزات یا انبارهایی که ممکن است شامل بسته‌های کود مونو آمونیوم فسفات باشند.

*مواد ناسازگار: مواد قلیایی و محصولات سوزاننده؛ اسیدهای قوی، مس و آلیاژهای آن.

*محصولات تجزیه‌ای خطرناک: در اثر واکنش با بازهای قوی یا تجزیه حرارتی، آمونیاک آزاد می‌شود.

شرایط نگهداری مونو آمونیوم فسفات

اقدامات احتیاطی برای استفاده ایمن مونو آمونیوم فسفات

هنگام گرم شدن مونو آمونیوم فسفات، مواد بخار تحریک کننده منتشر می‌شود.

مطابق با رعایت نکات بهداشتی و ایمنی صنعتی، عمل کنید.

از تماس مونو آمونیوم فسفات با پوست و چشم‌ها جلوگیری کنید. هنگام استفاده از این ماده در کارخانه یا انبار، از خوردن غذا، نوشیدنی یا سیگار کشیدن جداً خودداری کنید.

شرایط نگهداری ایمن برای بسته بندی‌ها و ذخیره سازی آمونیوم دی هیدروژن فسفات شامل دور نگه داشتن از هر گونه مواد ناسازگار است. بسته‌ها باید در مکانی خشک، خنک و دارای تهویه مناسب نگهداری شوند. مخازن یا کیسه‌ها باید کاملاً درب بسته باشند و در برابر نفوذ آب و رطوبت، محافظت شوند.

بسته بندی

بسته بندی‌های حاوی ترکیب مونو آمونیوم فسفات، معمولاً در وزن ۲۵ کیلوگرم و به شکل کیسه وجود دارد. برای سفارش‌های فله‌ای، کیسه‌های ۱۰۰۰ کیلوگرمی در نظر گرفته می‌شود. درصد خلوص این ماده برای مصارف صنعتی یا کود کشاورزی به طور معمول، بیشتر از ۹۶% است اما باز هم این مقدار به تولید کننده بستگی دارد. آنالیز مونو آمونیوم فسفات نشان می‌دهد که درصد عناصر تشکیل دهنده آن دقیقاً چقدر است.

وضعیت بازار و خرید و فروش مونو آمونیوم فسفات

در بازار خرید و فروش مونو آمونیوم فسفات، با واژه‌ها و اصطلاحات متعددی روبرو هستیم. کود آمونیوم دی هیدروژن فسفات، آمونیوم هیدروژن فسفات یا حتی کود مونو پتاسیم فسفات، همگی ترکیباتی هستند که حاوی فسفر بوده و برای رشد گیاهان، ضروری هستند.

قیمت مونو آمونیوم فسفات، بر اساس قیمت مواد اولیه برای تهیه، برند تولید کننده و تغییرات قیمت مواد شیمیایی و قیمت کود فسفات آمونیوم تعیین می‌شود. مونو آمونیوم فسفات زیگلر آلمان، وپروفرت هلند، بازارگان، پرینوا و تتاکو از برندهای معروف این ماده هستند. مقدار مصرف ترکیبات آمونیوم فسفات برای کشاوزی به شرایط هر گیاه و نوع خاک بستگی دارد.

انتشار آگهی خرید و فروش مونو آمونیوم فسفات

منابع:

https://en.wikipedia.org/wiki/Ammonium_dihydrogen_phosphate

https://www.softschools.com/formulas/chemistry/ammonium_dihydrogen_phosphate_uses_properties_structure_formula/۲۹۸/

https://www.cropnutrition.com/resource-library/monoammonium-phosphate-map

https://www.nutrien.com/sites/default/files/۲۰۱۸-۰۱/SDS%۲۰۲۰۱%۲۰%۲۸MAP%۲۹%۲۰Monoammonium%۲۰phosphate%۲۰NA%۲۰Final%۲۰%۲۰۰۴۳۰۲۰۱۵%۲۰%۵BNutrien%۵pdf