Отворите главни мени

Hemijsko jedinjenje amonijum nitrat, nitrat amonijaka sa hemijskom formulom NH4NO3, je bela kristalna supstanca na sobnoj temperaturi i standardnom pritisku, koja je veoma rastvorna u vodi. On je u širokoj upotrebi u agrikulturi kao đubrivo sa visokim sadržajem azota.[6] On se takođe koristi kao oksidacioni agens u eksplozivima. On je glavna komponenta ANFO eksploziva, popularnog industrijskog eksploziva koji sačinjava 80% eksploziva koji se koriste u Severnoj Americi; slična formulacija je korištena u improvizovanim eksplozivnim napravama. Mnoge zemlje postupno ukidaju njegovi primenu u potrošačkim aplikacijama zbog zabrinutosti u pogledu mogućih zloupotreba.[7]

Amonijum nitrat
Structural formula
Ammonium nitrate crystal structure
Sample of white powder
Nazivi
IUPAC naziv
Amonijum nitrat
Identifikacija
3D model (Jmol)
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.026.680
EC broj 229-347-8
RTECS BR9050000
UNII
UN broj 0222sa > 0,2% zapaljivih supstanci
1942sa <= 0,2% zapaljivih supstanci
2067đubriva
2426tečnost
Svojstva
NH4NO3
Molarna masa 80,043 g/mol
Agregatno stanje bela čvrsta materija
Gustina 1,725 g/cm³ (20 °C)
Tačka topljenja 169,6 °C (337,3 °F; 442,8 K)
Tačka ključanja aproks. 210 °C (410 °F; 483 K) razlaže se
Endotermičan
118 g/100 ml (0 °C)
150 g/100 ml (20 °C)
297 g/100 ml (40 °C)
410 g/100 ml (60 °C)
576 g/100 ml (80 °C)
1024 g/100 ml (100 °C)[3]
-33,6·10−6 cm³/mol
Struktura
Kristalna rešetka/struktura trigonalna
Explosive data
Osetljivost na šok veoma niska
Osetljivost na trenje veoma niska
Brzina detonacije 2500 m/s
Opasnosti
Opasnost u toku rada Eksplozivan, oksidirajući
GHS grafikoni The exclamation-mark pictogram in the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) The flame-over-circle pictogram in the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) The exploding-bomb pictogram in the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS)
GHS signalna reč Opasnost
H201, H271, H319
P220, P221, P271, P280, P264, P372
NFPA 704
Letalna doza ili koncentracija (LD, LC):
LD50 (LD50)
2085–5300 mg/kg (oralno kod pacova, miševa)[4]
Srodna jedinjenja
Drugi anjoni
Amonijum nitrit
Drugi katjoni
Natrijum nitrat
Kalijum nitrat
Hidroksilamonijum nitrat
Srodna jedinjenja
Amonijum perhlorat
Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje materijala (na 25 °C [77 °F], 100 kPa).
ДаY verifikuj (šta je ДаYНеН ?)
Reference infokutije

Садржај

PojavaУреди

Amonijum nitrat se nalazi kao prirodni mineral (gvahabet — amonijumski analog nitera, i drugih nitratnih minerala kao što je natrijum nitrata poznat kao nitratin) u najsuvljim regionima pustinje Atakama u Čileu, često kao kora na zemljištu i/ili u sprezi sa drugim nitratima, jodatima, i halidnim mineralima. Amonijum nitrat je iskopavan tamo u prošlosti, dok se u današnje vreme skoro 100% ove hemikalije dobija sintetičkim putem.

ProizvodnjaУреди

Procesi proizvodnje amonijum nitrata u industriji su hemijski jednostavni, mada predstavljaju tehnološki izazov. Kiselinsko-bazna reakcija amonijaka sa azotnom kiselinom proizvodi rastvor amonijum nitrata:[8]

HNO3(aq) + NH3(l) → NH4NO3(aq)

Amonijak se koristi u svojoj anhidratnoj formi (i.e., gasovitoj formi) i azotna kiselina je koncentrovana. Ova reakcija je burna usled njene visoko egzotermne prirode. Nakon što se formira rastvor, tipično pri koncentraciji od oko 83%, višak vode se uparava do amonijum nitratnog (AN) sadržaja sa koncentracijom od 95% do 99,9% (AN istopljen), u zavisnosti od stepena. Rastopljeni AN se zatim oblikuje u globule ili male perle u sprejnom tornju, ili u granule raspršivanjem i prevrtanjem u rotirajućem bubnju. Globule ili granule se mogu dodatno sušiti, ohladiti i zatim presvući kako bi se sprečilo zgrušavanje. Ove globule ili granule su tipični AN produkti u prodaji.

Amonijak koji je neophodan za ovaj proces se dobija putem Haberovog procesa iz azota i vodonika. Amonijak proizveden Haberovim procesom se oksiduje do azotne kiseline putem Ostvaldovog procesa. Alternativni proizvodni metod je varijanta Odovog procesa:

Ca(NO3)2 + 2 NH3 + CO2 + H2O → 2 NH4NO3 + CaCO3

Produkti, kalcijum karbonat i amonijum nitrat, se mogu zasebno prečistiti ili prodavati u kombinaciji kao kalcijum amonijum nitrat.

Amonijum nitrat se isto tako može formirati putem metateznih reakcija:

(NH4)2SO4 + Ba(NO3)2 → 2 NH4NO3 + BaSO4
NH4Cl + AgNO3 → NH4NO3 + AgCl

ReakcijeУреди

Amonijum nitrat reaguje sa metalnim hidroksidima, pri čemu se oslobađa amonijak i formira nitrat alkalnog metala:

NH4NO3 + MOH → NH3 + H2O + MNO3 (M = Na, K)

Amonijum nitrat ne ostavlja ostatak kad se zagreva:

NH4NO3 → N2O + 2H2O

Kad se brzo zagreva ili pri eksplozijama predominantna reakcija je:

2NH4NO3 → 2N2 + O2 + 4H2O

Amonijum nitrat se isto tako formira u atmosferi od emisija NO, SO2, i NH3, i kao sekundarna komponenta pojedinih PM10 čestica.[9]

Kristalne fazeУреди

Transformacije kristalnih stana usled promena uslova (temperature, pritiska) utiču na fizička svojstva amonijum nitrata. Sledeća kristalna stanja su bila identifikovana:

Sistem Temperatura ( °C) Stanje Promena zapremine (%)
> 169,6 tečnosti
I 169,6 do 125,2 kubna −2.1
II 125,2 do 84,2 tetragonalna +1.3
III 84,2 to 32,3 α-rombna −3,6
IV 32,3 do −16,8 β-hombna +2.9
V < −16,8 tetragonalna

Tip V kristala je kvazi kubna forma srodna sa cezijum hloridom, azotni atomi nitratnih anjona i amonijum katjoni su mesta u kubnoj rešetci gde bi Cs i Cl bili u CsCl rešetci.[10]

PrimenaУреди

Zagrevanje ili paljenje može da izazove silovito sagorevanje ili eksploziju.[11] Amonijum nitrat reaguje sa zapaljivim i redukujućim materijalima kao jak oksidans. On je u širokoj upotrebi u đubrivima i eksplozivima. Amonijum nitrati se takođe koriste za modifikovanje brzine detonacije drugih eksploziva. Primeri su amonijumski dinamiti (nitroglicerin).

ĐubrivoУреди

Amonijum nitrat je važno đubrivo sa NPK oznakom 34-0-0 (34% azota).[12] On je manje koncentrovan od uree (46-0-0), što daje amonijum nitratu izvesnu transportnu inferiornost. Amonijum nitratova prednost u odnosu na ureu je da je on stabilniji i da brzo ne gubi azot u atmosferu.

EksploziviУреди

Amonijum nitrat nije, sam po sebi, eksploziv,[13] ali se od njega lako formiraju eksplozivne smeše raznih svojstava kad se kombinuje sa primarnim eksplozivima kao što su azidi ili sa gorivima kao što je aluminijumski prah ili lož ulje.

Smeđa sa lož uljemУреди

ANFO je smeša sa 94% amonijum nitrata („AN”) i 6% lož ulja („FO”) koja nalazi široku primenu kao industrijski eksploziv.[14]:1 On se koristi u eksploataciji uglja, kamenolomima, rudnicima metala, i građevinarstvu u nezahtevnim aplikacijama gde su prednosti ANFO-ove niske cene i lakoća upotrebe važniji od prednosti koje nude konvencionalni industrijski eksplozivi, kao što su otpornost na vodu, balans kiseonika, visoka brzina detonacije i performanse u malim rastojanjima.[14]:2

TerorizamУреди

Eksplozivi bazirani na amonijum nitratu su korišteni u bombardovanju Sterling Hola u Madison, Viskonsin, 1970, bombaškom napadu u Oklahoma Citiju 1995, Delhijevskom bombaškom napadu 2011, napadima na Oslo 2011, i ekploziji u Hajderabadu 2013. godine.

U novembru 2009, zabrana upotrebe amonijum sulfatnih, amonijum nitratnih, i kalcijum amonijum nitratnih gubriva je uvedena u bivšoj Malakandskoj oblasti — koja se sastoji od okruga Gorneg Dira, Donjeg Dira, Svata, Čitrala i Malakanda Severozapadne granične provincije (NWFP) Pakistana — od strane NWFP vlade, nakon izveštaja da te hemikalije koriste razne vojne formacije za pravljenje eksploziva. Usled ovih zabrana, „kalijum hlorat — materijal koji uzrokuje paljenje šibica — je zamenio đubriva kao sirovaina za pravljenje eksploziva mešu pobunjenicima.”[15]

Specijalizovane primeneУреди

Amonijum nitrat se koristi u pojedinim instantnim hladnim pakovanjim, jer je njegovo rastvaranje u vodi veoma endotermno. On se isto tako korišten u kombinaciji sa nezavisnim eksplozivnim „gorivima” kao što je gvanidin nitrat,[16][17] kao jeftinija (mada manje stabilna) alternativa za 5-aminotetrazol u sredstvima za naduvavanje vazdušnih jastuka koje proizvodi Takata korporacija, koji su bili opozvani nakon su uzrokovali 14 smrtnih slučajeva.[18]

ReferenceУреди

  1. ^ Li Q, Cheng T, Wang Y, Bryant SH (2010). „PubChem as a public resource for drug discovery.”. Drug Discov Today. 15 (23-24): 1052—7. PMID 20970519. doi:10.1016/j.drudis.2010.10.003.  уреди
  2. ^ Evan E. Bolton; Yanli Wang; Paul A. Thiessen; Stephen H. Bryant (2008). „Chapter 12 PubChem: Integrated Platform of Small Molecules and Biological Activities”. Annual Reports in Computational Chemistry. 4: 217—241. doi:10.1016/S1574-1400(08)00012-1. 
  3. ^ Pradyot Patnaik (2002). Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-049439-8. 
  4. ^ Martel, B; Cassidy, K. (2004). Chemical Risk Analysis: A Practical Handbook. Butterworth–Heinemann. стр. 362. ISBN 978-1-903996-65-2. 
  5. ^ „Archived copy”. Архивирано из оригинала на датум 17. 2. 2015. Приступљено 13. 3. 2015. 
  6. ^ Karl-Heinz Zapp "Ammonium Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2012, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a02_243
  7. ^ Ammonium nitrate sold by ton as U.S. regulation is stymied. - The Dallas Morning News
  8. ^ Process of producing concentrated solutions of ammonium nitrate
  9. ^ Int Panis, LLR (2008). „The Effect of Changing Background Emissions on External Cost Estimates for Secondary Particulates”. Open Environmental Sciences. 2: 47—53. doi:10.2174/1876325100802010047. 
  10. ^ Choi, C. S.; Prask, H. J. (1983). „The structure of ND4NO3 phase V by neutron powder diffraction”. Acta Crystallographica B. 39 (4): 414—420. doi:10.1107/S0108768183002669. 
  11. ^ Patnaik, Pradyot (2002). Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-049439-8. 
  12. ^ „Nutrient Content of Fertilizer Materials” (PDF). Архивирано из оригинала (PDF) на датум 24. 12. 2012. Приступљено 27. 6. 2012. 
  13. ^ Manhattan Bombs Provide Trove of Clues - The New York Times
  14. 14,0 14,1 Cook, Melvin A. (1974). The Science of Industrial Explosives. IRECO Chemicals. стр. 1. ASIN B0000EGDJT. 
  15. ^ Potassium chlorate — the stuff that makes matches catch fire — has surpassed fertilizer as the explosive of choice for insurgents.
  16. ^ US 5531941 
  17. ^ Airbag Compound Has Vexed Takata for Years - The New York Times
  18. ^ A Cheaper Airbag, and Takata’s Road to a Deadly Crisis. - The New York Times

LiteraturaУреди

  • Patnaik, Pradyot (2002). Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-049439-8. 
  • Martel, B; Cassidy, K. (2004). Chemical Risk Analysis: A Practical Handbook. Butterworth–Heinemann. стр. 362. ISBN 978-1-903996-65-2. 
  • Martel, B; Cassidy, K. (2004). Chemical Risk Analysis: A Practical Handbook. Butterworth–Heinemann. стр. 362. ISBN 978-1-903996-65-2. 
  • Properties: UNIDO and International Fertilizer Development Center , Fertilizer Manual. Kluwer Academic Publishers.1998. ISBN 978-0-7923-5032-3.

Spoljašnje vezeУреди