氯化铵

化合物

氯化铵是联碱法生产纯碱的主要副产物，为白色结晶固体，易吸潮结块，受热易分解，与硫酸、碱性氧化物都可反应。可以用作催化剂、电池材料，化肥施用。

理化性质

中文名：氯化铵

外文名：ammonium chloride

别名：硇砂|盐酸氨|盐精|电盐|卤砂|电气药粉

化学式：NH4Cl

分子量：53.4915

熔点：337.8℃

沸点：520℃

CAS登录号：12125-02-9

溶解性：溶于水、醇、甘油，不溶于丙酮、乙醚、乙酸乙酯。

密度：1.527g/cm3

外观：白色结晶固体

储存条件：

应用：用于金属焊接、电镀、鞣革及制干电池等，农业上用作氮肥。医疗上用作祛痰药。

安全性描述：S22-S36-S26

风险声明（欧洲）：R22/R36

危害码（欧洲）：Xn:Harmful

急救措施：

简介

化学性质

受热分解

氯化铵受热产生氯化氢和氨，氨和氯化氢在上升的过程中遇冷，又反应产生了氯化铵。

与硫酸反应

第1步为硫酸与氯化铵反应生成硫酸氢铵和氯化氢，第2步硫酸氢铵与氯化铵继续反应生成硫酸铵和氯化氢气体。化学反应方程式如下：

H2SO4+NH4Cl→NH4HSO4+HCl↑（1）

NH4HSO4+NH4Cl→（NH4）2SO4+HCl↑（2）

与氧化铁反应

工艺以氧化铁和氯化铵为原料，先将氯化铵加热分解，通过氧化铁床的氯化得到氨，然后引入氧气，得到氧化铁和氯气。但该工艺存在问题是氯化阶段得到的FeCl3氧化性强，容易与氨反应，阻碍氨的回收；同时氧化阶段的高温会使固态三氯化铁蒸发并离开反应区，从而影响氯的回收率和含量。

与硫酸氢氨反应

将NH4Cl晶体气化，然后通入熔融的NH4HSO4或NaHSO4中分解NH4Cl，反应中得到氯化氢气体和氨。将NH4HSO4继续加热使其完全熔化，然后按照一定比例加入固体NH4Cl，继续搅拌加热。反应温度控制在140～160 ℃之间，此时会释放氯化氢气体。当氯化氢气体完全释放后，将浆液加热至280～330 ℃，释放氨气。最后将氨气完全释放后的溶液温度降低，可以获得NH4HSO4溶液，NH4HSO4溶液可以循环使用继续用于前一步分解。

制备

气液相合成法

将氯化氢气体从湍流吸收塔的底部通入，与塔顶喷淋的循环母液接触，生成饱和氯化氢的氯化铵母液流入反应器，与通入的氨气进行中和反应，生成氯化铵饱和溶液。送至冷却结晶器，经冷却至30～45 ℃，析出过饱和的氯化铵晶体。把结晶器上部氯化铵溶液送至风冷器冷却并循环至结晶器；下部晶浆经稠厚器增稠后再离心分离，制得氯化铵成品。其反应方程式如下：

HCl+NH3→NH4Cl

经离心分离的母液送至湍流吸收塔循环使用。

复分解法

首先将氯化铵母液加入反应器中加热至105 ℃后，加入硫酸铵和食盐，于117 ℃进行复分解反应，生成氯化铵溶液和硫酸钠结晶，经过滤分离除去硫酸钠，将氯化铵饱和溶液送至冷却结晶器，冷却至32～35 ℃析出结晶，过滤，把结晶分别用4种不同浓度(15～17°Bé，11～12°Bé，10°Bé，9.5～10°Bé)的氯化铵溶液进行淋洗，控制Fe＜0.008%，SO42+＜0.001%，淋洗至合格后，再用氯化铵溶液重新将结晶调成浆状，送入离心机分离脱水，再经热风干燥，制得工业氯化铵成品。其反应方程式如下：

2NaCl+(NH4)2SO4→2NH4Cl+Na2SO4

母液送至复分解反应器循环使用，过滤分离的硫酸钠用于生产元明粉。

重结晶法

将粗品氯化铵加入溶解器，通人蒸汽溶解，经过滤，将滤液冷却结晶、离心分离、干燥，制得工业氯化铵成品。离心分离的母液返回溶解器使用。将工业级氯化铵加入已盛有蒸馏水的溶解器中，通过加热使其溶解，加入除砷剂和除重金属剂进行溶液净化、过滤，除去砷和重金属等杂质，将滤液冷却结晶、离心分离、干燥，制得食用氯化铵成品。

一步热法

将制碱母液送至蒸发锅加热至沸腾（≥110℃）浓缩。待有NH4Cl结晶析出即停止加热，然后加BaCl2除SO24+，加KMnO4除铁质。澄清一下即可趁热（≥100℃）保温过滤。大量的食盐结晶和其他水不溶物被滤掉，滤渣送化盐池回收食盐，滤液送结晶器进行冷却结晶。结晶的氯化铵送至离心机甩干，并用适量的水洗涤，以洗去晶间残余母液，然后干燥，包装。还可以用氯化氢和氨反应制取，或利用炼焦所得的氨气与氯化氢反应的气相合成法制取，或用硫酸铵与食盐作用的复分解法制得，以及联碱法的副产物。

应用

作为催化剂

氯化铵具有价格便宜、无毒、对环境友好、易于操作、后处理简单等优点，一般不需要无水、无氧等严格的反应条件，发展其催化的有机合成反应具有潜在的理论价值和工业应用价值。

环化反应

氯化铵催化下2-氨基苯甲酰胺与不同类型的醛或酮的环合反应合成2,3-二氢喹唑啉-4(1H)-酮

以氯化铵为催化剂，在室温甲醇溶液中可以有效催化邻苯二胺和1,2-二羰基化合物的缩合反应，氯化铵可以通过氢键活化羰基,促进胺的亲核进攻。

在水或乙醇溶剂中，氯化铵可以有效催化多种邻位取代芳胺(邻苯二胺、邻羟基苯胺)和邻巯基苯胺和原甲酸乙酯的环合反应。但是含氯或硝基的底物由于在水中的溶解性较差，只能在乙醇溶剂中反应得到目标产物。

在加热回流条件下，利用NH4Cl作催化剂，可有效催化芳基酰肼与原甲酸酯类衍生物的缩合环化反应。首先在铵离子的催化作用下，原甲酸酯脱去一分子乙醇，生成稳定的醚碳正离子。然后受到酰肼氮原子的亲核进攻发生质子化后，再脱去第二分子乙醇生成新的碳正离子中间体。最后再脱去第三分子乙醇，环化反应生成产物噁二唑。

通过醛、1,3-二羰基化合物和脲(硫脲)三组分在无溶剂简单加热的条件下一锅法合成3,4-二氢嘧啶-2-(1H)-酮，反应具有良好的产率和官能团耐受性。

以氯化铵为催化剂，在50℃水中有效催化一系列的直链、环状或芳香酮、1,2-二胺和异氰三组分反应合成二氢吡嗪，反应具有非常高的产率和官能团耐受性。在该反应中，催化剂氯化铵起双重作用：一是NH4+活化酮羰基，二是增加水的离子强度，使反应混合物的疏水性增加。

Knoevenagel缩合和Michael加成反应

无溶剂条件下氯化铵可有效催化一系列的醛、环状1,3-二酮和β-萘酚三组分环合反应。无溶剂条件下氯化铵可有效催化一系列的醛、环状1,3-二酮和β-萘酚三组分环合反应。

NH4Cl在无溶剂条件下可有效催化一系列的芳香醛、脂肪醛或酮等羰基化合物与取代吲哚的的类Michael加成反应。在相同条件下，一些带有强吸电子基的硝基苯甲醛、2-呋喃甲醛和3-吡啶甲醛等，都能快速较高产率得到目标产物。但是当底物为乙醛和丁醛时，目标产物的产率却较低，其原因是乙醛和丁醛的沸点均低于90℃，易快速蒸发脱离反应体系。氯化铵通过氢键活化羰基化合物，更易被吲哚亲核加成，生成吲哚-3-甲醇，经脱水生成3-亚甲基吲哚，三者形成可逆平衡。而吲哚环亚胺与氯化铵形成氢键，中间体3-亚甲基吲哚与吲哚发生Michael加成反应生成二吲哚甲烷。

Ugi反应

通过对多种路易斯酸和布朗斯特酸催化剂，如BF3·Et2O、溴化锂、三乙胺盐酸盐、吡啶盐酸盐、2,6-二甲基吡啶盐酸盐、三甲基叔丁基氯化铵、四丁基碘化铵、樟脑磺酸等的对比实验，发现盐酸盐和脑磺酸都能有效促进反应，若用质子酸会使5-氨基噁唑分解。氯化铵的作用是提供质子源，能够与亚胺中间体形成氢键，有利于异腈的亲核进攻。随后设计了以氯化铵为催化剂，醛、胺、α-异氰基乙酰胺和α,β-不饱和酰氯的四组分一锅法催化合成多官能团化的吡咯并[3,4-b]吡啶-5-酮。该反应产率和纯度都明显高于两步反应，可能经历酰化/分子内Diels-Alder/retro-Michael裂环过程。然而当底物为硝基苯甲醛和缬氨酸甲酯，反应都无法进行，前者可能是电子效应，后者是氮原子上的空间位阻较大。

还原反应

微波辐射辅助下，在乙醇溶液锌和氯化铵反应体系下的α-芳基卤代酮可以实现脱卤反应。该方法反应条件温和，反应具有良好的官能团耐受性，而且能够在一分钟内完全转化，几乎可以获得定量的产率。在该条件下，底物为α,α-二溴苯乙酮，也可快速高产率得到目标产物苯乙酮。当底物为α,β-二溴代酮类，也可高效发生脱卤反应生成产物为α,β-不饱和烯酮类。

作为化肥

氯化铵对大田及园艺作物的增产优质作用。其增产效果优于尿素，氯化铵有降低水果酸度增加糖分和Vc含量从而改善水果品质的作用，长期施用氯化铵可使土壤逐渐积累氯离子和降低土壤pH值，但不影响其他的理化性状，如对微团聚体的组成不但没有不良作用，而且有较好影响；对土壤容量，孔隙度阳离子交换量与尿素处理无明显差异，即对土壤结构无不良影响。施用氯化铵可使土壤中的硝化作用减弱，从而减少氮的淋失和反硝化作用损失等。但氯化铵流动性差，不能机械施肥，容易结块，极大地影响了其作为肥料的市场份额。

电池材料

氯化铵型锌锰电池是一直被广泛使用的一次电池。现代锌锰电池的主要品种是高氯化锌电池和碱锰电池，但氯化铵型锌锰电池具有成本低、易于大规模制造和性能适应大众化要求的特点。

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