Ammoniumchlorid

Ammoniumchlorid ⓘ

Bezeichnungen
IUPAC-Bezeichnung Ammoniumchlorid
Andere Namen Sal ammoniac, Salmiac, Nushadir Salz, Sal armagnac, Ammonium Muriate, Amchlor Salz armoniack, Salmiak
Bezeichnungen
CAS-Nummer	12125-02-9
3D-Modell (JSmol)	Interaktives Bild
ChEBI	CHEBI:31206
ChemSpider	23807
EC-Nummer	235-186-4
KEGG	D01139
PubChem CID	25517
RTECS-Nummer	BP4550000
UNII	01Q9PC255D
UN-Nummer	3077
InChI InChI=1S/ClH.H3N/h1H;1H3  Schlüssel: NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N  InChI=1/ClH.H3N/h1H;1H3 Schlüssel: NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYAI
SMILES [Cl-].[NH4+]
Eigenschaften
Chemische Formel	ClH4N
Molekulare Masse	53,49 g-mol-1
Erscheinungsbild	Weißer Feststoff, hygroskopisch
Geruch	Geruchlos
Dichte	1,519 g/cm3
Sublimation Bedingungen	Zersetzt sich bei 337,6 °C bei 1 atm ΔdecompHo = 176,1 kJ/mol
Löslichkeit in Wasser	244 g/L (-15 °C) 294 g/L (0 °C) 383,0 g/L (25 °C) 454,4 g/L (40 °C) 740,8 g/L (100 °C)
Löslichkeitsprodukt (Ksp)	30,9 (395 g/L)
Löslichkeit	Löslich in flüssigem Ammoniak, Hydrazin, Schwach löslich in Aceton Unlöslich in Diethylether, Ethylacetat
Löslichkeit in Methanol	32 g/kg (17 °C) 33,5 g/kg (19 °C) 35,4 g/kg (25 °C)
Löslichkeit in Ethanol	6 g/L (19 °C)
Löslichkeit in Glycerin	97 g/kg
Löslichkeit in Schwefeldioxid	0,09 g/kg (0 °C) 0,031 g/kg (25 °C)
Löslichkeit in Essigsäure	0,67 g/kg (16,6 °C)
Dampfdruck	133,3 Pa (160,4 °C) 6,5 kPa (250 °C) 33,5 kPa (300 °C)
Säuregehalt (pKa)	9.24
Magnetische Suszeptibilität (χ)	-36,7-10-6 cm3/mol
Brechungsindex (nD)	1.642 (20 °C)
Struktur
Kristallstruktur	CsCl, cP2
Raumgruppe	Pm3m, Nr. 221
Gitterkonstante	a = 0,3876 nm
Formeleinheiten (Z)	1
Thermochemie
Wärmekapazität (C)	84,1 J/mol-K
Std. molare Entropie (So298)	94,56 J/mol-K
Std. Bildungsenthalpie Bildung (ΔfH⦵298)	-314,43 kJ/mol
Gibbssche freie Energie (ΔfG˚)	-202,97 kJ/mol
Pharmakologie
ATC-Code	B05XA04 (WHO) G04BA01 (WHO)
Gefahren
GHS-Kennzeichnung:
Piktogramme
Signalwort	Warnhinweis
Gefahrenhinweise	H302, H319
Sicherheitshinweise	P305+P351+P338
NFPA 704 (Feuerdiamant)	2 0 0
Flammpunkt	Nicht brennbar
Tödliche Dosis oder Konzentration (LD, LC):
LD50 (Mittlere Dosis)	1650 mg/kg (Ratten, oral)
NIOSH (US-Grenzwerte für die Gesundheit):
PEL (Zulässig)	keine
REL (Empfohlen)	TWA 10 mg/m3 ST 20 mg/m3 (als Rauch)
IDLH (Unmittelbare Gefahr)	N.D.
Sicherheitsdatenblatt (SDS)	ICSC 1051
Verwandte Verbindungen
Andere Anionen	Ammoniumfluorid Ammoniumbromid Ammoniumjodid
Andere Kationen	Natriumchlorid Kaliumchlorid Hydroxylammoniumchlorid
Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Stoffe im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).  verifizieren (was ist  ?) Infobox Referenzen

Ammoniumchlorid ist eine anorganische Verbindung mit der Formel NH₄Cl und ein weißes, kristallines Salz, das gut in Wasser löslich ist. Lösungen von Ammoniumchlorid sind leicht sauer. In seiner natürlich vorkommenden mineralogischen Form ist es als Salmiak bekannt. Das Mineral bildet sich häufig auf brennenden Kohlehalden durch Kondensation von Kohleabgasen. Es kommt auch in der Nähe einiger vulkanischer Schlote vor. Es wird hauptsächlich als Düngemittel und als Aromastoff in einigen Lakritzsorten verwendet. Es ist das Produkt der Reaktion von Salzsäure und Ammoniak. ⓘ

Ammoniumchlorid ist das Ammoniumsalz der Salzsäure. Es ist ein farbloser, kristalliner Feststoff mit der chemischen Formel NH₄Cl. ⓘ

Herstellung

Demonstration einer Synthese von Ammoniumchlorid. Konzentrierte Ammoniak- und Salzsäurelösungen werden jeweils in zwei Gaswaschflaschen gegeben. Mit Hilfe von Gummipumpen wird Luft (die als Gasträger fungiert) in die Gaswaschrohre eingeleitet, so dass die Ströme von Ammoniak und Chlorwasserstoff in der Luft zusammenstoßen und reagieren, wobei das feste Produkt Ammoniumchlorid entsteht. ⓘ

Dabei entsteht das feste Produkt Ammoniumchlorid, ein Produkt des Solvay-Verfahrens, das zur Herstellung von Natriumcarbonat verwendet wird:

CO₂ + 2 NH₃ + 2 NaCl + H₂O → 2 NH₄Cl + Na₂CO_{3 ⓘ}

Dieses Verfahren ist nicht nur das wichtigste für die Herstellung von Ammoniumchlorid, sondern wird auch verwendet, um die Freisetzung von Ammoniak in einigen industriellen Betrieben zu minimieren. ⓘ

Ammoniumchlorid wird kommerziell hergestellt, indem Ammoniak (NH₃) entweder mit Chlorwasserstoff (Gas) oder Salzsäure (Wasserlösung) kombiniert wird:

NH₃ + HCl → NH₄Cl ⓘ

Ammoniumchlorid kommt in der Natur in vulkanischen Regionen vor und bildet sich auf vulkanischem Gestein in der Nähe von Rauchgasaustritten (Fumarolen). Die Kristalle lagern sich direkt aus dem gasförmigen Zustand ab und sind in der Regel kurzlebig, da sie sich leicht in Wasser auflösen. ⓘ

Reaktionen

Ammoniumchlorid pyrolysiert und bildet sich nach Abkühlung in Ammoniumchloridrauch um. ⓘ

Ammoniumchlorid scheint beim Erhitzen zu sublimieren, zersetzt sich jedoch in Ammoniak und Chlorwasserstoffgas:

NH₄Cl → NH₃ + HCl ⓘ

Ammoniumchlorid reagiert mit einer starken Base, z. B. Natriumhydroxid, und setzt Ammoniakgas frei:

NH₄Cl + NaOH → NH₃ + NaCl + H₂O

In ähnlicher Weise reagiert Ammoniumchlorid auch mit Alkalimetallcarbonaten bei erhöhten Temperaturen, wobei Ammoniak und Alkalimetallchlorid entstehen:

2 NH₄Cl + Na₂CO₃ → 2 NaCl + CO₂ + H₂O + 2 NH_{3 ⓘ}

Eine Lösung von 5 Massenprozent Ammoniumchlorid in Wasser hat einen pH-Wert im Bereich von 4,6 bis 6,0. ⓘ

Einige Reaktionen von Ammoniumchlorid mit anderen Chemikalien sind endotherm, wie die Reaktion mit Bariumhydroxid und das Lösen in Wasser. ⓘ

Anwendungen

Ammoniumchlorid-Kristall(e) ⓘ

Die wichtigste Anwendung von Ammoniumchlorid ist die Verwendung als Stickstoffquelle in Düngemitteln (90 % der Weltproduktion von Ammoniumchlorid) wie Chlorammoniumphosphat. Die wichtigsten Kulturen, die auf diese Weise gedüngt werden, sind Reis und Weizen in Asien. ⓘ

Ammoniumchlorid wurde im 18. Jahrhundert in der Pyrotechnik verwendet, wurde dann aber durch sicherere und weniger hygroskopische Chemikalien abgelöst. Es diente als Chlordonator, um die grünen und blauen Farben der Kupferionen in der Flamme zu verstärken. ⓘ

In zweiter Linie diente es zur Erzeugung von weißem Rauch, aber seine schnelle doppelte Zersetzungsreaktion mit Kaliumchlorat, bei der das höchst instabile Ammoniumchlorat entsteht, machte seine Verwendung sehr gefährlich. ⓘ

Metallverarbeitung

Ammoniumchlorid wird als Flussmittel bei der Vorbereitung von Metallen verwendet, die verzinnt, galvanisiert oder gelötet werden sollen. Als Flussmittel reinigt es die Oberfläche von Werkstücken, indem es mit den Metalloxiden an der Oberfläche reagiert und ein flüchtiges Metallchlorid bildet. Zu diesem Zweck wird es in Blöcken in Eisenwarengeschäften verkauft, um die Spitze eines Lötkolbens zu reinigen, und es kann auch als Flussmittel in Lötzinn enthalten sein. ⓘ

Medizin

Ammoniumchlorid wird als schleimlösendes Mittel in der Hustenmedizin verwendet. Seine schleimlösende Wirkung beruht auf einer Reizwirkung auf die Bronchialschleimhaut, die zur Produktion von überschüssiger Atemwegsflüssigkeit führt, die vermutlich leichter abgehustet werden kann. Ammoniumsalze wirken reizend auf die Magenschleimhaut und können Übelkeit und Erbrechen auslösen. ⓘ

Ammoniumchlorid wird als systemisches Ansäuerungsmittel zur Behandlung schwerer metabolischer Alkalose, im oralen Säurebelastungstest zur Diagnose der distalen renalen tubulären Azidose und zur Aufrechterhaltung eines sauren pH-Werts im Urin bei der Behandlung einiger Harnwegserkrankungen verwendet. ⓘ

Lebensmittel

Ammoniumchlorid, auch Salmiak genannt, wird als Lebensmittelzusatzstoff unter der E-Nummer E510 verwendet und dient als Hefenährstoff bei der Brotherstellung und als Säuerungsmittel. Es ist ein Futterzusatz für Rinder und ein Bestandteil von Nährböden für Hefen und viele Mikroorganismen. ⓘ

Ammoniumchlorid wird zum Würzen dunkler Bonbons, der so genannten salzigen Lakritze (beliebt in den nordischen Ländern, den Benelux-Staaten und Norddeutschland), beim Backen verwendet, um Keksen eine besonders knusprige Textur zu verleihen, und in dem Likör Salmiakki Koskenkorva zum Aromatisieren. Im Iran, in Tadschikistan, Indien, Pakistan und den arabischen Ländern wird es "Noshader" genannt und zur Verbesserung der Knusprigkeit von Snacks wie Samosas und Jalebi verwendet. ⓘ

Im Labor

Ammoniumchlorid wurde in der Vergangenheit zur Erzeugung niedriger Temperaturen in Kühlbädern verwendet. ⓘ

Ammoniumchloridlösungen mit Ammoniak werden als Pufferlösungen verwendet, z. B. als ACK (Ammonium-Chlorid-Kalium)-Lysepuffer. ⓘ

In der Paläontologie wird Ammoniumchloriddampf auf Fossilien aufgebracht, wo die Substanz eine leuchtend weiße, leicht zu entfernende und relativ harmlose und inerte Schicht aus winzigen Kristallen bildet. Diese überdeckt jegliche Färbung des Fossils und verstärkt bei schräger Beleuchtung den Kontrast bei der fotografischen Dokumentation dreidimensionaler Exemplare erheblich. Die gleiche Technik wird in der Archäologie angewandt, um Reflexionen auf Glas und ähnlichen Proben für die Fotografie zu beseitigen. In der organischen Synthese wird gesättigte NH₄Cl-Lösung in der Regel zum Abschrecken von Reaktionsgemischen verwendet. ⓘ

Flotation

Riesenkalmare und einige andere große Tintenfischarten erhalten ihren neutralen Auftrieb im Meerwasser durch eine Ammoniumchloridlösung, die sich in ihrem gesamten Körper befindet und weniger dicht ist als Meerwasser. Dies unterscheidet sich von der Auftriebsmethode der meisten Fische, die eine mit Gas gefüllte Schwimmblase verwenden. ⓘ

Batterien

Um die Wende zum 20. Jahrhundert wurde Ammoniumchlorid in wässriger Lösung als Elektrolyt in Leclanché-Zellen verwendet, die als "Ortsbatterie" in den Telefonanlagen der Teilnehmer kommerziell genutzt wurden. Diese Zellen wurden später zu Zink-Kohle-Batterien weiterentwickelt, die weiterhin Ammoniumchlorid als Elektrolyt verwenden. ⓘ

Andere Anwendungen

Ammoniumchlorid wird in einer ~5%igen wässrigen Lösung bei Ölbohrungen mit Tonquellungsproblemen verwendet. Weitere Verwendungszwecke sind Haarshampoo, Leim für Sperrholz und Reinigungsmittel. In Haarshampoos wird es als Verdickungsmittel in Tensidsystemen auf Ammoniumbasis wie Ammoniumlaurylsulfat verwendet. Ammoniumchlorid wird in der Textil- und Lederindustrie zum Färben, Gerben, Bedrucken von Textilien und zum Klumpen von Baumwolle verwendet. Bei der Holzbearbeitung verbrennt eine Lösung aus Ammoniumchlorid und Wasser, wenn sie auf unbehandeltes Holz aufgetragen wird, wenn sie einer Heißluftpistole ausgesetzt wird, was zu einem Brandzeichen führt, ohne dass ein Brennstempel verwendet werden muss. Die Lösung kann auf das Holz gestrichen oder mit einem herkömmlichen Gummistempel aufgetragen werden. ⓘ

Ammoniumchlorid kann auch bei der Herstellung von Albumin-Silberabzügen verwendet werden. ⓘ

Geschichte

Die früheste Erwähnung von Ammoniumchlorid stammt aus dem Jahr 554 n. Chr. in China. Damals stammte das Ammoniumchlorid aus zwei Quellen: (1) aus den Schloten unterirdischer Kohlefeuer in Zentralasien, insbesondere im Tian-Shan-Gebirge (das sich von der Provinz Xinjiang im Nordwesten Chinas bis nach Kirgisistan erstreckt) sowie im Alay- (oder Alai-)Gebirge im Südwesten Kirgisistans, und (2) aus den Fumarolen des Vulkans Mount Taftan im Südosten des Iran. (Tatsächlich leitet sich das Wort für Ammoniumchlorid in mehreren asiatischen Sprachen von dem iranischen Ausdruck anosh adur (unsterbliches Feuer) ab, einer Anspielung auf die unterirdischen Brände). Ammoniumchlorid wurde dann entlang der Seidenstraße nach Osten nach China und nach Westen in die muslimischen Länder und nach Europa transportiert. ⓘ

Um 800 n. Chr. entdeckten die Araber in Ägypten Ammoniumchlorid im Ruß, der bei der Verbrennung von Kamelmist anfällt, und diese Quelle wurde zu einer Alternative zu denen in Zentralasien. ⓘ

Vorkommen

Natürlich vorkommendes Ammoniumchlorid ist als Mineral Salmiak bekannt. Das Mineral ist ein Feststoff, der nicht mit einer wässrigen Lösung von Ammoniak, dem Salmiakgeist, verwechselt werden sollte. ⓘ

Eigenschaften

Ammoniumchlorid ist ein farbloses, gut wasserlösliches Salz, welches kubische Kristalle bildet. Wässrige Lösungen reagieren wie auch Lösungen von anderen Ammoniumsalzen mit Anionen starker Säuren wegen der sog. Salzhydrolyse des Ammoniumkations leicht sauer – der pH-Wert einer 1%igen Lösung beträgt etwa 5,5. Ammoniumchlorid ist schlecht in Ethanol löslich und extrem schwer löslich in Aceton und Ether. ⓘ

Mit steigender Temperatur dissoziiert Ammoniumchlorid nach ⓘ

$\mathrm {NH_{4}Cl\ {\xrightarrow {\Delta T}}\ NH_{3}+\ HCl}$ ⓘ

zunehmend zu Ammoniak und Chlorwasserstoff. Die Zersetzungstemperatur, die bei Normaldruck 338 °C beträgt, steigt entsprechend dem Prinzip vom kleinsten Zwang mit dem Druck, bis das Salz bei 34,4 bar und 520 °C schmilzt. Beim Versetzen von Ammoniumchlorid mit starken Basen (wie zum Beispiel Natron- oder Kalilauge) wird gasförmiges Ammoniak freigesetzt, beim Versetzen mit schwerflüchtigen konzentrierten Säuren (etwa Schwefel- oder Phosphorsäure) Chlorwasserstoff. ⓘ

$\mathrm {NH_{4}Cl_{(s)}+KOH_{(aq)}\longrightarrow NH_{3(g)}+KCl_{(aq)}+H_{2}O_{(l)}}$

$\mathrm {NH_{4}Cl_{(s)}+H_{2}SO_{4(l)}\longrightarrow HCl_{(g)}+NH_{4}HSO_{4(solv)}}$ ⓘ

Verwendung

Verwendung findet Ammoniumchlorid heute unter anderem zur Herstellung von Kältemischungen, in der Färberei und Gerberei. Ebenfalls findet es Anwendung beim Verzinnen, Verzinken oder Löten, da es die Fähigkeit besitzt, mit Metalloxiden leicht rauchende und schwach anhaftende Chloride zu bilden und somit die Metalloberfläche zu reinigen. Des Weiteren wird es als Elektrolyt in Zink-Kohle-Batterien eingesetzt. ⓘ

Ammoniumchlorid dient in der Medizin als Hustenlöser (Expektorans). Dazu ist es z. B. in Salmiak-Lakritz (Salmiakpastillen) enthalten. In Deutschland ist der Zusatz von Ammoniumchlorid zu Schnupf- und Kautabak laut Tabakverordnung erlaubt. ⓘ

Mit Ammoniak versetzte Ammoniumchlorid-Lösungen können auch als chemischer Puffer verwendet werden. Es ist auch häufig in weißem Rauchpulver vorhanden. Zusammen mit Alkalinitraten dient es als Komponente in Wettersprengstoffen. Auch zum Entrußen von Kaminen, Kachel-, Kohle- und Ölöfen findet es Verwendung. ⓘ

• 

  Ammoniumchlorid-kristalle

• 

  Ammoniumchlorid auf einem Uhrglas

• 

  Ammoniakdämpfe reagieren mit Salzsäuredämpfen zu Ammoniumchlorid

• Bildung von Ammoniumchlorid in der Gasphase

• Bildung von Ammoniumchlorid aus Ammoniak und Salzsäure ⓘ

Toxikologie

Tägliche Dosen von acht Gramm Ammoniumchlorid führten in einem berichteten Einzelfall nach mehreren Wochen zu einer Azidose, die auch bei höheren Dosen die Symptomatik bestimmt. Bei bestehender Leber- oder Nierenerkrankung oder Kaliummangel ist entsprechend Vorsicht geboten. ⓘ