Nitrato de amonio

Nitrato de amonio ( nitrato de amonio (amonio) ) - compuesto químico NH 4 NO 3 , sal de ácido nítrico . Obtenida por primera vez por Johann Glauber en 1659 . Se utiliza como componente en explosivos y como fertilizante nitrogenado .

Propiedades físicas

Sustancia cristalina blanca. El punto de fusión es de 169,6 °C, cuando se calienta por encima de esta temperatura, comienza la descomposición gradual de la sustancia y, a una temperatura de 210 °C, se produce la descomposición completa. El punto de ebullición a presión reducida es de 235 °C. Peso molecular 80.04 a. m . e.m. Velocidad de detonación 2570 m / s .

Solubilidad

Solubilidad en agua :

Temperatura, °C	Solubilidad, g/100ml
0	119
diez	150
25	212
cincuenta	346
80	599
100	1024

Cuando se disuelve, hay una fuerte absorción de calor (similar al nitrato de potasio ), lo que ralentiza mucho la disolución. Por lo tanto, para preparar soluciones saturadas de nitrato de amonio, se usa calentamiento, mientras que la sustancia sólida se vierte en pequeñas porciones.

La sal también es soluble en amoníaco , piridina , metanol , etanol .

Composición

El contenido de elementos en nitrato de amonio en porcentaje en masa:

O - 60%,
N - 35%,
H - 5%.

Obtener métodos

Método principal

La producción industrial utiliza amoníaco anhidro y ácido nítrico concentrado :

{\mathsf {NH_{3}+HNO_{3}\rightarrow \ NH_{4}NO_{3}\downarrow ))

La reacción procede violentamente con la liberación de una gran cantidad de calor. Llevar a cabo un proceso de este tipo en condiciones artesanales es extremadamente peligroso (aunque el nitrato de amonio se puede obtener fácilmente en condiciones de alta dilución con agua). Después de la formación de una solución, generalmente con una concentración del 83%, el exceso de agua se evapora hasta el estado de fusión, en el que el contenido de nitrato de amonio es del 95-99,5%, según el tipo de producto terminado. Para su uso como fertilizante, la masa fundida se granula en pulverizadores, se seca, se enfría y se recubre con compuestos antiaglomerantes. El color de los gránulos varía de blanco a incoloro. El nitrato de amonio para uso en química suele estar deshidratado, ya que es muy higroscópico y es casi imposible obtener un porcentaje de agua en él.

Método de Haber

Según el método de Haber , el amoníaco se sintetiza a partir de nitrógeno e hidrógeno , parte del cual se oxida a ácido nítrico y reacciona con el amoníaco, dando como resultado la formación de nitrato de amonio:

{\displaystyle {\mathsf {3H_{2}+N_{2}\longrightarrow \ 2NH_{3))))

a presión, alta temperatura y catalizador

{\mathsf {NH_{3}+2O_{2}\longrightarrow \ HNO_{3}+H_{2}O))

{\displaystyle {\mathsf {HNO_{3}+NH_{3}\longrightarrow \ NH_{4}NO_{3))))

Método del nitrofosfato

Este método también se conoce como el método Odd, llamado así por la ciudad noruega donde se desarrolló el proceso. Se utiliza directamente para obtener fertilizantes nitrogenados y nitrogenados-fosforados a partir de materias primas naturales ampliamente disponibles. En este caso, se llevan a cabo los siguientes procesos:

El fosfato de calcio natural ( apatita ) se disuelve en ácido nítrico:
- ${\mathsf {Ca_{3}(PO_{4})_{2}+6HNO_{3}\longrightarrow \ 2H_{3}PO_{4}+3Ca(NO_{3})_{2)) }$ .
La mezcla resultante se enfría a 0 °C, mientras que el nitrato de calcio cristaliza en forma de tetrahidrato - Ca (NO 3 ) 2 4H 2 O, y se separa del ácido fosfórico.
El nitrato de calcio resultante , no purificado a partir de ácido fosfórico, se trata con amoníaco , dando como resultado nitrato de amonio:
- ${\mathsf {Ca(NO_{3})_{2}+4H_{3}PO_{4}+8NH_{3}\longrightarrow \ CaHPO_{4}\downarrow \ +2NH_{4}NO_{3 }+3(NH_{4})_{2}HPO_{4}}}$ .

Propiedades químicas

La descomposición térmica del nitrato de amonio puede ocurrir de diferentes formas, dependiendo de la temperatura:

Temperatura por debajo de 200 °C:
- ${\mathsf {NH_{4}NO_{3}\longrightarrow \ N_{2}O\uparrow \ +2\,H_{2}O))$ + 36,8 kJ/mol.
Temperatura superior a 350 °C o detonación:
- ${\mathsf {NH_{4}NO_{3}\longrightarrow \ N_{2}+{\frac {1}{2))\,O_{2}+2\,H_{2}O))$ + 112,6 kJ/mol.

En estos dos procesos, no solo se libera una gran cantidad de calor, sino también un fuerte agente oxidante, por lo tanto, las mezclas de nitrato de amonio con un agente reductor, por ejemplo, con polvo de aluminio ( ammonal ) , se utilizan como explosivos .

El nitrato de amonio también reacciona con los álcalis (esta reacción se caracteriza por la liberación de amoníaco):

- ${\mathsf {NH_{4}NO_{3}+NaOH\longrightarrow \ NaNO_{3}+NH_{3}\uparrow \ +H_{2}O))$ .

Estados cristalinos del nitrato de amonio

Los cambios en el estado cristalino del nitrato de amonio bajo la influencia de la temperatura y la presión modifican sus propiedades físicas. Se suelen distinguir las siguientes condiciones:

Estados cristalinos del nitrato de amonio [1]

Modificación	Rango de temperatura, ° C)	tipo de simetría	Cambio de volumen (%)
derretir	> 169,4 (anhidro)	perdido
yo	169,6 - 125,2	cúbico	−2.13
II	125,5 - 84,2	tetragonal	−1,33
tercero	84,2 - 32,3	α-rómbico (monoclínico)	+0.8
IV	32,3 - -16,8	β-rómbico (bipiramidal)	−3,3
V	-50 - -16,8	tetragonal	+1.65
VI	existe a altas presiones
VII	170
viii	existe a altas presiones
IX	existe a altas presiones

La transición de fase de IV a III a 32,3 °C es una molestia para los fabricantes de fertilizantes porque los cambios de densidad hacen que las partículas se descompongan durante el almacenamiento y la aplicación. Esto es especialmente importante en los países tropicales donde el nitrato de amonio está sujeto a cambios cíclicos que conducen a la destrucción de los gránulos, apelmazamiento, aumento de la formación de polvo y riesgo de explosión .

Aplicación

Fertilizantes

La mayor parte del nitrato de amonio se usa directamente como un buen fertilizante nitrogenado o como intermediario para otros fertilizantes. Para evitar la creación de explosivos a base de nitrato de amonio, los fertilizantes disponibles comercialmente se complementan con componentes que reducen las propiedades de explosión y detonación del nitrato de amonio puro, como la tiza ( carbonato de calcio ).

En Australia, China, Afganistán, Irlanda y algunos otros países, la libre venta de nitrato de amonio, incluso en forma de fertilizantes, está prohibida o restringida. Después del ataque terrorista en la ciudad de Oklahoma, se introdujeron restricciones a la venta y posesión de nitrato de amonio en algunos estados de EE. UU. [2] .

Explosivos

Los más utilizados en la industria y la minería son las mezclas de nitrato de amonio con diversos tipos de materiales combustibles hidrocarbonados, otros explosivos, así como mezclas multicomponentes:

Composiciones como nitrato de amonio/ combustible diesel ( ANFO )
Mezcla líquida de nitrato de amonio/ hidracina ( Astrolite )
explosivos industriales llenos de agua ( Akvanal , Akvanit , etc.)
mezclas con otros explosivos ( Amonita , Detonita , etc.)
mezcla con polvo de aluminio ( amonal )

En su forma pura, el nitrato de amonio es significativamente inferior a la mayoría de los explosivos en términos de energía de explosión, pero su explosividad debe tenerse en cuenta durante el transporte y el almacenamiento. La explosividad del nitrato granular aumenta con el aumento de su humedad y con los cambios de temperatura que conducen a la recristalización [3] .

Composición segura

En 2013, Sandia National Laboratories anunció el desarrollo de un compuesto seguro y eficaz a base de una mezcla de nitrato de amonio con sulfato ferroso , que no se puede utilizar para crear explosivos a base de este. Durante la descomposición de la composición, el ion SO 4 2− se une al ion amonio y el ion hierro al ion nitrato, lo que evita una explosión. La introducción de sulfato ferroso en la composición del fertilizante también puede mejorar las características tecnológicas del fertilizante, especialmente en suelos acidificados. Los autores se negaron a proteger la fórmula del fertilizante con una patente para que esta composición pudiera distribuirse rápidamente en regiones con una alta amenaza terrorista [4] .

Información adicional

La producción mundial de nitrato de amonio en 1980 fue de 14 millones de toneladas, en términos de nitrógeno.

Véase también

Salitre
Lista de incidentes de nitrato de amonio
Explosión en una planta química en Oppau
Explosiones en el puerto de Beirut el 4 de agosto de 2020

Notas

↑ Dubnov L.V., Bakharevich N.S., Romanov A.I. Explosivos industriales . - 3ª ed., revisada. y adicional - M .: Nedra, 1988. - S. 227 -228. — 358 pág. — ISBN 5-247-00285-7 .
↑ Homeland Security para regular los fertilizantes químicos utilizados en los atentados con bomba en la ciudad de Oklahoma , Noruega . Prensa asociada (2 de agosto de 2011). Fecha de acceso: 30 de septiembre de 2013. Archivado desde el original el 1 de enero de 2015.
↑ Manual de Azotchik / ed. edición E. Ya. Melnikova . - 2ª ed., revisada.. - M. : Química, 1987. - S. 157, 159. - 464 p.
↑ El fertilizante que se evapora en una bomba casera podría salvar vidas en todo el mundo (Comunicado de prensa) (23 de abril de 2013). Archivado desde el original el 6 de septiembre de 2015. Consultado el 30 de septiembre de 2013.

Literatura

Tecnología del nitrato amónico , ed. V. M. Olevsky, M., 1978.
Sales de ácido nítrico , Miniovich M.A., M., 1964.
Olevsky V. M., Ferd M. L., “ J. Vses. química a cerca de ellos. D. I. Mendeleev ”, 1983, vol. 28, no. 4, p. 27-39.
Dubnov L. V., Bakharevich N. S., Romanov A. I. Explosivos industriales. - 3ª ed., revisada. y adicional — M.: Nedra, 1988. — 358 p.

Enlaces

Nitrato de amonio en el diccionario químico Archivado el 17 de enero de 2008 en Wayback Machine .

diccionarios y enciclopedias	Gran catalán gran noruego gran noruego gran ruso Britannica (en línea)
En catálogos bibliográficos	BNF : 12132922h J9U : 987007565945005171 LCCN : sh86006302 NDL : 00576059