Ammoniumcarbonat

Strukturformel
$ \mathrm {\ \!\ {\Biggl [}} $ $ \mathrm {\ \!\ {\Biggr ]}_{2}} $ $ \mathrm {\ \!\ {\Biggl [}} $ $ \mathrm {\ \!\ {\Biggr ]}} $
Allgemeines
Name	Ammoniumcarbonat
Andere Namen	kohlensaures Ammonium Hirschhornsalz Diammoniumcarbonat E 503i
Summenformel	CH8N2O3
CAS-Nummer	506-87-6 10361-29-2
PubChem	10480
Kurzbeschreibung	hygroskopischer farbloser Feststoff mit ammoniakartigem Geruch[1]
Eigenschaften
Molare Masse	96,09 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,6 g·cm−3 (bei 20 °C)[2]
Schmelzpunkt	Zersetzung ab 58 °C[3]
Dampfdruck	69 hPa (20 °C)[1]
Löslichkeit	gut in Wasser (320 g·l−1)[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [4] Achtung H- und P-Sätze H: 302 P: keine P-Sätze [1][5] EU-Gefahrstoffkennzeichnung [6] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [4] Gesundheits- schädlich (Xn) R- und S-Sätze R: 22 S: keine S-Sätze
LD50	1975 mg·kg−1 (oral, Ratte)[1]
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−942 kJ·mol−1[7]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Ammoniumcarbonat, (NH₄)₂CO₃ · H₂O, bildet wasserlösliche, farblose, kubische Kristalle. Es zerfällt bei 58 °C vollständig in Ammoniak, Kohlenstoffdioxid und Wasser. Es stellt eine 1:1-Mischung aus Ammoniumhydrogencarbonat und Ammoniumcarbamat dar.^[2]

Eigenschaften

Das Salz bildet ein farbloses, schwach nach Ammoniak riechendes Pulver. Es hat eine Dichte um 1,6 g·cm⁻³ (bei 20 °C). In wässriger Lösung reagiert es schwach basisch, es stellt sich ein Gleichgewicht zwischen Ammoniak NH₃, Ammoniumionen NH₄⁺, Carbonationen CO₃^2-, Hydrogencarbonationen HCO₃⁻ und Kohlenstoffdioxid CO₂ ein. Der pH-Wert einer 10%-igen wässrigen Lösung bei 25 °C liegt bei 9,4.^[8]

Das Salz reagiert also mit Wasser und Kohlensäure zu Hydrogencarbonat- und Hydroxidionen. Eine wässrige Lösung von Ammoniumcarbonat ist daher nur im neutralen und schwach basischen Milieu beständig – in Säuren entweicht Kohlenstoffdioxidgas, in konzentrierten Laugen Ammoniakgas.

Ammoniumcarbonat zersetzt sich an der Luft, bei Hitze erfolgt die Reaktion heftig.^[5]

Gewinnung und Darstellung

Die Darstellung von Ammoniumcarbonat kann durch Umsetzung von Kohlenstoffdioxid mit Ammoniak in wässriger Lösung erfolgen.

$ \mathrm {2\ NH_{3}+CO_{2}+H_{2}O\longrightarrow (NH_{4})_{2}CO_{3}} $

Eine weitere Darstellungsmöglichkeit ergibt sich durch Erhitzen von Calciumcarbonat zusammen mit Ammoniumsulfat.

$ \mathrm {(NH_{4})_{2}SO_{4}+CaCO_{3}\longrightarrow CaSO_{4}+(NH_{4})_{2}CO_{3}} $

Bei letzterer Methode sublimiert neben dem gewünschten Ammoniumcarbonat auch noch Ammoniumhydrogencarbonat und Ammoniumcarbamat ab, als Feststoff bleibt Calciumsulfat zurück.

Verwendung

Ammoniumcarbonat wird in der Synthese von Heterocyclen und als Zusatzstoff von fotografischen Entwicklern eingesetzt. Ebenso findet es in der Färberei als Beize, als Detachiermittel und als Kohlendioxid-Entwickler in Löschgeräten Verwendung.

Zudem wird es als Backtriebmittel (als Bestandteil von Hirschhornsalz) genutzt. In der EU ist es als Lebensmittelzusatzstoff der Nummer E 503i zugelassen.

Es wurde ebenfalls früher als Riechsalz zur Belebung bei Schwindel- und Ohnmachtsanfällen unter die Nase gehalten.

Ammoniumcarbonat wird häufig in der Anorganischen Chemie für eine Qualitative Analyse verwendet, um im Kationentrenngang aus einer unbekannten Probe die Erdalkalimetallkationen von Barium, Strontium und Calcium als eine Gruppe auszufällen, aufzutrennen und mit Hilfe von Nachweisreaktionen zu identifizieren.

Weiterhin wird es zur Herstellung von Katalysatoren, Schaumstoffen, Haarbehandlungsmitteln und Caseinfarben und -leimen verwendet.^[5]

Einzelnachweise