Гидрокарбонат аммония. Соли

Большинство современных продуктов питания имеют на упаковке странные кодировки символом «Е». Некоторых компонентов стоит опасаться, но, по мнению учёных, карбонат аммония является совершенно безвредным для организма человека. Какими свойствами обладает это вещество, как его получают и где применяют? Об этом будет рассказано в данной статье.

Описание реактива, физические свойства

Соединение с формулой (NH 4) 2 CO 3 - это не что иное, как соль угольной кислоты. Всем известны её крайне нестабильные свойства, уже в процессе многих реакций она распадается на CO 2 и H 2 O. Видимо, реактиву под названием карбонат аммония они передались по наследству. Пищевая добавка Е503 - это кристаллическое вещество с кубической решёткой. Бесцветные крупинки обладают характерным запахом, обусловленным присутствием катиона NH 4 + . Он придаёт кристаллам аромат аммиака.

Плотность вещества составляет 1,5 г/см 3 . Молярная масса соли - 96,09 грамм/моль. Температура плавления реактива - 58 ⁰C. Соединение хорошо растворяется в воде, но имеет крайнюю неустойчивость. Соль начинает разлагаться при температуре 18-25 ⁰C. В ходе реакции выделяется газообразный аммиак и гидрокарбонат аммония. Это свойство реактива позволяет использовать Е503 в пищевой промышленности. По той же причине хранить его в открытых ёмкостях не стоит, ведь всего за несколько дней соединение полностью улетучится.

Синтез углекислого аммония

Первоначальным сырьём для синтеза аммонийной соли угольной кислоты служили природные продукты, содержащие азот. Для этих целей брали волосяной покров, костные выросты полорогих животных и ногтевые пластины. Под воздействием высоких температур компоненты подвергали дистилляции. Сегодня сложно представить массовое производство реактива из таких ингредиентов. Современный синтез предполагает простоту процесса и его дешевизну. Для этого используют обратную разложению реакцию, смешивая газ NH 3 , двуокись углерода и водяные пары. Обязательным условием этого метода является быстрое охлаждение. Есть и альтернативный способ промышленного синтеза вещества под названием карбонат аммония. Получение пищевой добавки проходит путём пропускания углекислого газа через водные растворы аммиака.

Химические свойства

Как уже было описано выше, углекислому аммонию присуща нестабильность. Это соединение способно разлагаться при воздействии температур с образованием различных реагентов. Так, продуктами полного термического распада станут аммиак, углекислый газ и вода, происходит это при нагревании соли до 58 ⁰C. При комнатной температуре возможно образование карбамата NH 2 COONH 4 или гидрокарбоната NH 4 HCO 3 аммония. С солями Е503 вступает в реакции обмена или образует комплексные соединения.

Продуктами взаимодействия со щелочами станут углекислые соли и водный раствор аммиака, обладающий характерным резким запахом. В обиходе его именуют нашатырным спиртом. Эта реакция является качественной для определения иона NH 4 + в соединении под названием карбонат аммония. Взаимодействие с кислотой протекает бурно. При этом происходит реакция обмена, и получается новая соль и H 2 CO 3 , которая тут же распадается на двуокись углерода и воду. Выделение CO 2 сопровождается вскипанием раствора.

Химический фонтан из колбы

Существует множество красивых опытов, способных впечатлить юных химиков. Именно этим чаще всего пользуются учителя, чтобы сделать столь «скучную» науку максимально привлекательной для подрастающего поколения. Для проведения опыта используются следующие компоненты: карбонат аммония, нашатырный спирт, концентрированная соляная кислота.

В качестве сосуда берётся плоскодонная коническая колба. На её дно помещают небольшое количество (NH 4) 2 CO 3 . К сухой соли добавляют 5-10 мл водного раствора аммиака. Следующий реагент - хлороводородная кислота, её должно быть в избытке. В химическом сосуде одновременно протекают две бурные реакции. Выделяется плотный белый дым хлорида аммония, а образующийся вследствие нейтрализации кислоты с солью CO 2 активно выталкивает его из колбы. На лабораторном столе наблюдается настоящий химический фонтан.

Незаменимый разрыхлитель

Из-за лёгкого разложения на газообразные компоненты карбонат аммония нашёл применение в изготовлении кондитерских изделий. Его используют как разрыхлитель теста и заменитель живых дрожжей. В отличие от пищевой соды, которая в больших количествах оставляет неприятный привкус и «хруст» на зубах, данный компонент не требует строгой дозировки.

Газообразные продукты распада углекислого аммония придают пористость тесту в процессе выпечки. Изделия с использованием пищевой добавки Е503 в рецептуре длительно сохраняют свою свежесть и объем. Вещество входит в состав тортов, печенья, булочек и может быть использовано в питании детей. Его вводят в тесто прямо перед выпечкой, чтобы избежать улетучивания газов, которые необходимы для подъёма.

Влияние углекислого аммония на организм человека

Как и другие «ешки», карбонат аммония оброс неправдоподобными байками о вреде для организма человека. Его прочно связывают с токсичностью газообразного аммиака, выделяемого в ходе термического разрушения пищевой добавки. На самом деле это соединение настолько летуче, что практически сразу покидает выпечку. Углекислый газ не опасен, как и вода, которая является конечным продуктом реакции разложения Е503.

Гипотезу о накоплении аммиака опровергли учёные Великобританского органа сертификации (FSA), пользующиеся заслуженным уважением по всему миру. Работа с порошкообразным реактивом под названием углекислый аммоний способна нанести вред человеку. При взаимодействии с кожными покровами Е503 вызывает раздражение, зуд, местные реакции в виде крапивницы и сыпи. Вдыхание паров аммиака, который выделяется уже при комнатной температуре, способно привести к отравлению, спазмам бронхов, слезотечению и поражению слизистых оболочек. Для проведения работ рекомендуется защитить кожные покровы и органы дыхания, использовать специальные очки.

Применение в других областях промышленности

Помимо приготовления сдобы, углекислый аммоний применяется для синтеза нашатырного спирта и других азотсодержащих солей. Его используют при промышленной очистке газов от сероводорода. Ускорить ферментацию вина также помогает данное соединение. Фармацевты готовят на основе реактива лекарственные средства от кашля, отравлений и сердечной недостаточности. В косметологии карбонат аммония применяется как краситель и стабилизатор водородного показателя.

Это вещество очень распространено в обиходе, однако, пожалуй, лишь у единиц, знатоков химии, существует его с теми привычными и традиционными его "проявлениями", которыми мы пользуемся в повседневной жизни.

Прежде всего, карбонат аммония - это известная, наносимая на все этикетки пищевых продуктов, Она имеет синтетическую структуру, и, как заявляется, ее уровень опасности для здоровья человека равен нулю. Однако в последнее время эта информация некоторыми исследованиями химиков ставится под сомнение.

В пищевой промышленности это вещество используется в основном в качестве разрыхлителя или эмульгатора.

Рассмотрим некоторые химические аспекты получения, свойств и применения этого соединения. Как говорилось, нам оно более всего известно по написанию на этикетках как "добавка E503", это и есть интересующий нас карбонат аммония. Это - аммониевуя а вот еще одно всем известное название этого вещества - В исходном состоянии на вид оно представляет собой бесцветные кристаллы, которые очень легко растворимы в водных растворах. Химическая молекулярная формула имеет вид: (NH4)2CO3. По физическим свойствам карбонат аммония летуч, то есть представляет собой неустойчивое соединение. Например, даже при комнатной температуре и доступе воздуха вещество начинает окисляться в ходе реакции, в результате которой получается газ аммиак, а само исходное соединение преобразуется в бикарбонат аммония. Аммиак в газообразном состоянии токсичен. При повышении температуры среды, в которой находится соединение до 60 °C, оно уже распадается на обычную воду, известный нам газ аммиак и углекислый газ.

Вот это самое выделение газов при протекании реакции и обуславливает применение вещества карбонат аммония в качестве пищевой добавки E503 в промышленном производстве, прежде всего - в кондитерском. Она также широко используется и в хлебопечении в качестве заменителя дрожжей.

На современных предприятиях химической промышленности получение вещества связано с разогревом смесей хлористого аммония. Применяется также обратная разложению реакция синтеза, при этом производится не нагрев состава, а, наоборот, быстрое охлаждение. Изначально, карбонат аммония, получение которого осуществлялось исключительно из органики - рогов скота, волос, рассматривался как вещество, которое можно произвести только при очень высоких температурах.

Как отмечалось выше, некоторые современные исследования стали относить вещество к опасным. Такое отнесение связано именно с токсичностью газообразного аммиака. В этом можно достаточно просто разобраться, если внимательно проанализировать по составу карбонат аммония, взаимодействие с кислотой и те вещества, которые образуются в результате данной реакции. Итак, в ее ходе образуются и аммиак, но аммиак, как говорилось, немедленно улетучивается, как и В результате остается только вода. Поэтому считать опасным для человека и его здоровья добавку Е503 можно лишь при определенной оговорке - она может принести вред, только лишь находясь в своем исходном состоянии.

Поэтому применение данного соединения в виде пищевой добавки разрешено практически повсеместно во всем мире. В качестве сертификационного заключения здесь используются данные FSA - государственного агентства стандартизации Великобритании.

Поэтому, применение добавки носит такой распространенный характер. Кроме указанных уже сегментов использования, данное вещество применяют, например, в фармацевтическом производстве при изготовлении различных сиропов, естественно, - нашатырного спирта и других препаратов. Используется оно и при изготовлении вин в качестве ускорителя ферментации, а также, особенно в последнее время, в качестве красителя в косметике.

Аммония гидрокарбонат, больше известный нам как пищевая добавка Е503, относится к категории эмульгаторов. Он широко используется в пищевой промышленности для создания однородной смеси из несмешиваемых в обычном состоянии веществ, к примеру - масла и воды. Получают аммония гидрокарбонат химическим путем - растворением в воде углекислого газа и аммиака с последующим термическим разложением полученного состава и растворением в нем углекислоты. Пищевая добавка Е503 разрешена к использованию в составе различных продуктов питания во многих странах мира, в том числе в Росси и странах Евросоюза.

Что представляет собой аммония гидрокарбонат?

Гидрокарбонат аммония представляет собой вещество кристаллообразной структуры, имеющее легкий аммиачный запах. В чистом виде эта пищевая добавка несет серьезную опасность для здоровья человека, но во время термической обработки, которая неизбежна при приготовлении пищи, все содержащиеся в ней вредные вещества испаряются, поэтому в готовом продукте, в состав которого входит гидрокарбонат аммония, их уже нет.

Е503 считается одной из самых безвредных пищевых добавок, используемых в современной пищевой промышленности. Она не вызывает аллергических реакций, но может стать виновницей появления легких диспепсических расстройств после очередного приема пищи.

Использование гидрокарбоната аммония

Гидрокарбонат аммония нашел свое широкое применение в пищевой промышленности. Его активно используют в качестве заменителя дрожжей и соды. Поэтому совсем неудивителен тот факт, что Е503 присутствует в составе многих хлебобулочных и кондитерских изделий - тортах, пирожных, печенье и т.д. Этому способствуют ее удивительные свойства. Аммония гидрокарбонат одновременно может выступать и как разрыхлитель, и как регулятор кислотности. Под воздействием высоких температур твердые кристаллы пищевой добавки превращаются в газообразное вещество, способствующее набуханию теста. Выпеченный с ее добавлением хлеб становится изумительно пористым, мягким и высоким.

В качестве регулятора кислотности аммония гидрокарбонат используют в какао, мороженом, напитках и десертах. А еще Е503 активно применяется:

• В фармацевтической промышленности для изготовления сиропов от кашля и других лекарственных препаратов;
• В сельском хозяйстве его применяют в составе производства смешанных кормов для животных;
• В косметологии при изготовлении декоративной косметики аммония гидрокарбонат используется для усиления яркости света и получения однородной текстуры;
• В виноделии для ускорения ферментации при производстве молодого вина;
• В химической промышленности для разработки эффективных средств, предназначенных для пожаротушения и т.д.

Несмотря на то, что в чистом виде аммония гидрокарбонат является опасным, он служит необходимым компонентом в составе употребляемых в пищу продуктов питания. Никакого вреда для нашего организма он не несет.

Карбонат аммония в классификации пищевых добавок проходит под названием Е503 и считается эмульгатором. Но кроме своей основной функции формула вещества отлично подходит для выполнения задач в качестве регулятора кислотности и стабилизатора. Также вещество используют как разрыхлитель, что значительно расширяет спектр использования подобного полезного дополнения.

Где используется?

Кроме известного широкой публики названия эта добавка иногда проходит в маркировке под другими именами: аммониевая соль угольной кислоты, либо вовсе ammonium hydrogen carbonate. Вне зависимости от выбранного названия, физические свойства остаются идентичными.

Речь идет о бесцветных кристаллах, либо белых, розовых или сероватых гранулах. У них имеется сильный аммиачный аромат. Свойства частого ингредиента различных готовых продуктов питания объясняются искусственной природой происхождения.

Добавляет преимуществ тот факт, что сделать простой раствор из его гранул не составит труда. Растворителем обычно выступает . Но вот в воздухе и других растворах такое вещество остается не слишком устойчивым, за что отвечает специфичная реакция.

Как только эмульгатор нагревают до температуры хотя в 18 градусов, он начинает выделять аммиак, что в результате генерирует гидрокарбонат. Но если окружающая среда предусматривает повышение температуры до 60 градусов, то вещество сразу же разлагается на три отдельных составляющих: углекислый газ, аммиак и воду. Из-за этого при неправильных условиях хранения нагревание может превратиться в настоящую беду для поставщиков.

Изначально Е503 выделяли только из сырья естественного происхождение. Его получение предусматривало переработку рогов, шерсти животных и копыт, что до сих пор считается азотистым сырьем.

Но после того как разрыхлитель был поставлен на поток для массового производства, натуральных компонентов стало остро не хватать для покрытия насущных потребностей. На фоне этого родилась идея генерировать частую составляющую кондитерских изделий синтетическим путем.

Зачастую готовый к использованию состав растворяют, чтобы получить базу для изделий хлебобулочного цеха. Это могут быть как торты или бублики, так и печенье с на основе теста.

Эмульгатор применяют эксперты из области виноделия. Там вещество позиционируется в качестве средства, которое значительно ускоряет ферментацию. Подходит такой вариант для промышленного изготовления

Кроме пищевой сферы добавку часто можно встретить на предприятиях фармацевтической направленности.

Там ее добавляют для того, чтобы сделать нашатырный спирт, либо сиропы от кашля, которыми обычно лечат маленьких детей. Не обошлось без стабилизатора в косметической промышленности, где он играет роль закрепителя ярких красок без потери цветности.

Опасности при использовании

Основной вред, который способен спровоцировать этот карбонат, касается способности вещества выделять аммиак, который мало того, что имеет резкий запах, так еще и способен провоцировать легочные расстройства при слабой дыхательной системе. Это затрагивает людей, склонных к аллергии, которые плохо переносят резкие ароматы, сразу же начиная кашлять.

Специалисты же утверждают, что разрыхлитель несет только опасность, так как представляет угрозу здоровью в исходном состоянии. Это делает регулятор кислотности относительно вредным, хотя и разрешенным для применения в кондитерском деле во многих странах.