Нітрат амонію

Нітрат амонію селітра) - хімічна сполука NH₄NO₃сіль азотної кислоти. Вперше отримана Йоганном Глаубером у 1659 році. Використовується як компонент вибухових речовин і як азотне добриво.

Фізичні властивості

Кристалічна речовина білого кольору. Температура плавлення 169,6 °C, при нагріванні вище за цю температуру починається поступове розкладання речовини, а при температурі 210 °C відбувається повне розкладання. Температура кипіння при зниженому тиску – 235 °C. Молекулярна маса 80,04 а. е. м. Швидкість детонації 2570 м/с.

Розчинність

Розчинність у воді:

При розчиненні відбувається сильне поглинання тепла (аналогічно нітрату калію), що сповільнює розчинення. Тому для приготування насичених розчинів нітрату амонію застосовується нагрівання, при цьому тверда речовина засипається невеликими порціями.

Також сіль розчинна в аміаку, піридині, метанолі, етанолі.

склад

Зміст елементів у нітраті амонію у масових відсотках:

Методи отримання

Основний метод

У промисловому виробництві використовується безводний аміак та концентрована азотна кислота:

при тиску, високій температурі та каталізаторі .

Нітрофосфатний метод

Цей спосіб також відомий як Одда, названий так на честь норвезького міста, в якому був розроблений цей процес. Він застосовується безпосередньо для отримання азотних та азотно-фосфорних добрив із широко доступної природної сировини. При цьому протікають такі процеси:

1. Природний фосфат кальцію (апатит) розчиняють у азотній кислоті:
   • .
2. Отриману суміш охолоджують до 0 °C, при цьому нітрат кальцію кристалізується у вигляді тетрагідрату Ca(NO₃)₂·4H₂O, та його відокремлюють від фосфорної кислоти.
3. На отриманий нітрат кальцію, не очищений від фосфорної кислоти, діють аміаком, отримуючи в результаті нітрат амонію:
   • .

Хімічні властивості

Термічне розкладання нітрату амонію може відбуватися по-різному залежно від температури:

1. Температура нижче 200 °C:
   • .
2. Температура вище 350 °C, або детонація:
   • .

Також нітрат амонію реагує з лугами (для цієї реакції характерне виділення аміаку):

Кристалічні стани нітрату амонію

Зміни кристалічного стану нітрату амонію під впливом температури та тиску змінюють його фізичні властивості. Зазвичай розрізняють такі стани:

Фазовий перехід від IV до III при 32,3 °C приносить неприємності виробникам добрив, оскільки зміни густини призводять до руйнування частинок при зберіганні та застосуванні. Це особливо важливо в тропічних країнах, де нітрат амонію зазнає циклічних змін, що призводять до руйнування гранул, злиття, підвищеного пилу та ризику виникнення вибуху.

Застосування

Добрива

Більшість нітрату амонію використовують або безпосередньо як хороше азотне добриво, або як напівпродукт для отримання інших добрив.Для запобігання створенню вибухових речовин на основі нітрату амонію в добрива, доступні в широкому продажу, додають компоненти, що знижують вибухонебезпечність та детонаційні властивості чистого нітрату амонію, такі як крейда (карбонат кальцію).

В Австралії, Китаї, Афганістані, Ірландії та деяких інших країнах вільний продаж нітрату амонію навіть у вигляді добрив заборонено або обмежено.

Вибухові речовини

Найбільш широко у промисловості та гірничій справі застосовуються суміші аміачної селітри з різними видами вуглеводневих горючих матеріалів, інших вибухових речовин, а також багатокомпонентні суміші:

• склади типу аміачна селітра/дизельне паливо (АСДТ)
• рідка суміш аміачна селітра/гідразин (Астроліт)
• водонаповнені промислові вибухові речовини (Акванал, Акваніт та ін.)
• суміші з іншими вибуховими речовинами (Аммоніт, Детоніт та ін.)
• суміш із алюмінієвою пудрою (аммонал)

У чистому вигляді аміачна селітра значно поступається більшості вибухових речовин по енергії вибуху, проте її вибухонебезпечність повинна враховуватися при транспортуванні та зберіганні.

Безпечний склад

У 2013 р. співробітники Sandia National Laboratories оголосили про розробку безпечного та ефективного складу на основі суміші нітрату амонію з сульфатом заліза, який не може бути використаний для створення на його основі вибухових речовин.₄ 2− зв'язується з іоном амонію, а іон заліза - з нітрат-іоном, що запобігає вибуху. Введення до складу добрива сульфату заліза може поліпшити технологічні характеристики добрива, особливо на закислених грунтах. Автори відмовилися від захисту формули добрива патентом для того, щоб цей склад міг набути швидкого поширення в регіонах з високою терористичною небезпекою.

Додаткова інформація

Світове виробництво аміачної селітри на 1980 становило 14 млн т, у перерахунку на азот.

Нітрат амонію: факти та застосування

Нітрат амонію є азотнокислою сіль катіону амонію. Його можна вважати аміачним аналогом нітрату калію або селітри. Його хімічна формула NH ₄ NO ₃ або N ₂ H ₄ O ₃ . У чистому вигляді нітрат амонію являє собою кристалічну білу тверду речовину, що легко розчиняється у воді. Тепло чи запалення легко викликають займання чи вибух речовини. Нітрат амонію не вважається токсичним.

Варіанти отримання аміачної селітри

Аміачну селітру можна купити у чистому вигляді або зібрати з миттєвих холодних компресів або деяких добрив. З'єднання найчастіше отримують реакцією азотної кислоти та аміаку. Також можна приготувати аміачну селітру із звичайної побутової хімії. Хоча зробити нітрат амонію нескладно, це небезпечно, оскільки хімічні речовини, що використовуються, можуть бути небезпечними. Крім того, він може легко стати вибухонебезпечним при змішуванні із паливом або іншими хімічними речовинами.

Використання та джерела аміачної селітри

Аміачна селітра - це хімічна сполука, яка використовується в сільському господарстві як добрива, для виготовлення піротехніки, як інгредієнт охолоджуючих компресів та для наукових демонстрацій. Він також використовується для створення контрольованих вибухів у гірничодобувній промисловості. Колись його видобували як природний мінерал (селітра) у пустелях Чилі, але він більше не доступний, крім як у вигляді штучної сполуки. Оскільки нітрат амонію може використовуватися за призначенням, у багатьох країнах його застосування було припинено.