Amonia nitrato

Amonia nitrato
Bastona kemia reprezentado de amonia nitrato
3D kemia strukturo de amonia nitrato
Kristaloj de amonia nitrato
Alternativa(j) nomo(j)
Ammonium nitricum
Kemia formulo	NH4NO3
CAS-numero-kodo	6484-52-2
ChemSpider kodo	21511
PubChem-kodo	22985
Fizikaj proprecoj
Aspekto	blanka aŭ bruneta solido, triedra kristala strukturo
Molmaso	80.052 g mol−1
Smiles	[O-][N ]([O-])=O.[NH4 ]
Denseco	1.725 g/cm3 (likva)
Fandopunkto	169.6 °C (337.3 ℉; 442.8 K)
Bolpunkto	ĉirkaŭ 210 °C; malkomponiĝas
Solvebleco:Akvo	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)
Mortiga dozo (LD50)	2085–5300 mg/kg (buŝa, musoj)
Sekurecaj Indikoj
Risko	R8 R9
Sekureco	S15 S16
Pridanĝeraj indikoj
Danĝero O Oksidiga agento E Eksplodo- danĝera
GHS etikedigo de kemiaĵoj
GHS Damaĝo-piktogramo
GHS Signalvorto	Averto
GHS Deklaroj pri damaĝoj	H272, H319
GHS Deklaroj pri antaŭgardoj	P210, P220, P221, P264, P280, P305 351 338, P337 313, P370 378, P501
Escepte kiam indikitaj, datumoj estas prezentataj laŭ iliaj normaj kondiĉoj pri temperaturo kaj premo (25 °C kaj 100 kPa)

Amonia nitrato aŭ NH₄NO₃ estas nitrata salo de amoniako, blanka kristala solido kaj alte akvosolvebla. Ĝi ĉefe uzatas en agrikulturo kiel sterko kun alta enhavo da nitrogeno. La kombinaĵo uzatas kiel eksplodilo en minado, kaj kelkfoje ankaŭ kiel improviza eksploda mekanismo. Ĝi estas la ĉefa komponaĵo de la amonia nitrato/bruloleo, pli konata kiel ANFO, iu eksplodilo tre populara, kiu reprezentas 80% de la eksplodiloj uzataj en Usono.

Ĝi same uzatas en mekanismoj por tuja malvarmigo, kiel hidratiga salo ene de endoterma procezo, kvankam iom post iom ĝi fariĝas ekster-uza en multaj landoj pro la danĝero kiun ĝi reprezentas pro ĝia potenca uzo en improvizaj eksplodo-mekanismoj kaj la sintezo de neleĝaj substancoj.

Amonia nitrato trovatas en naturo kiel erco (simila al tiu de salpetro kaj aliaj nitrogenaj mineraloj tiel kiel la natria nitrato) en la plej sekaj regionoj de la Atakama-Dezerto, en Ĉilio, ofte kiel krusto sur la grundo kaj/aŭ kune kun aliaj nitratoj, kloratoj, jodatoj kaj halogenidaj mineraloj. Amonia nitrato estis ekspluatita tie en la pasinteco, sed nuntempe 100% de la produkto uzita hodiaŭ estas sinteza.

Produktado

La industria produktado de amonia nitrato entenas acido-bazan reakcion de amoniako kun nitrata acido

$\mathrm {\ NH_{3} HNO_{3}\to NH_{4}NO_{3}}$

Amoniako uzatas laŭ ĝia anhidra formo (t. e. kiel gaso) kaj la nitrata acido koncentrita. La reakcio estas perforta pro ĝia alte ekzoterma naturo. Post kompleta reakcio, ordinare kun ĉirkaŭ 83% da koncentriĝo, la eksceso de akvo vaporiĝas al amonita nitrato (AN) inter 95% kaj 99,9% da koncentriĝo depende de la pureco-grado je la komencaj reakciantoj.

La fandita amonia nitrato estas tiam transformita en "buletojn" aŭ etajn sferojn ene de iu sprajturo, aŭ en grajnetojn per sprajado kaj ĵetado en rotacian tamburon. La buletoj aŭ la grajnetoj estas tiam sekigitaj, malvarmigitaj kaj poste kovritaj por malpermesi aglomeradon de la produkto. Ĉi-buletoj aŭ grajnetoj de amonia nitrato estas la sinteza produkto trovata en komerco.

La amoniako necesa por ĉi-metodo estas farita de la "Haber-Bosch Procezo", kiu produktas amoniakon per senpera reakcio inter hidrogeno kaj nitrogeno. La amoniako produktita estas tiam oksidita al nitrata acido. Alia produktado-metodo uzata estas la tiam nomata "Procezo Odda". Amonia nitrato povas ankaŭ estiĝi pere de la reakcio de duobla interŝanĝo:

(NH₄)₂SO₄ 2 NaNO₃ → 2 NH₄NO₃ Na₂SO₄

(NH₄)₂SO₄ Ca(NO₃)₂ → 2 NH₄NO₃ CaSO₄

Natria sulfato estas eligita per temperaturo-malaltigo de la miksaĵo. Ĉar la natria sulfat estas malpli solvebla en akvo ol AN, ĝi precipitiĝas kaj estas forigita per filtrado. Pri la reakcio kun la kalcia nitrato, la kalcia sulfato estigita estas tute malsolvebla, eĉ sub meditemperaturo.

Sekureco, manipulado kaj stokado

Responde al pluraj eksplodaĵoj kiuj rezultis en mortoj da sennombraj homoj, la "Usona Agentejo por Protektado de la Vivmedio" (EPA), la "Administracio por Okupa Sekureco kaj Sano" (OSHA) kaj la "Buroo de Alkoholo, Tobako kaj Fajrarmiloj", per kuna agado publikigis gvidlibron por sekureco. Varmigo aŭ sparkiga fonto povas kaŭzi perfortan bruladon kaj eksplodon.

Amonia nitrato reakcias kun brulaĵo kaj redukto-materialojn pro tio ke ĝi estas forta oksidanto. Kvankam ĝi estas ĉefe uzata kiel sterko, ĝi same uzatas kiel eksplodigilo. Kelkfoje ĝi estis uzata por tereksplodo en fabrikado de fiŝlagoj. Amonia nitrato ankaŭ estis uzata por modifi la eksplodigo-gradon de aliaj eksplodagentoj, samkiel amoniobazaj dinamitoj, ekzemple, nitroglicerino kaj amatolo.

Sennombraj sekureco-katalogoj estas disponeblaj por stokado kaj manipulado de la amonia nitrato. Ĝi neniel kaj neniam devas stokiĝi apud brulsubstancoj.

Amonia nitrato posedas kritan relativan humidecon de 59,4%, super kiu ĝi absorbos humidecon de la atmosfero. Tiamaniere ke, estas grave stoki amonia nitrato en firme fermitaj vazoj, alie ĝi povas fandiĝi kiel granda solida maso. Amonia nitrato kapablas absorbi sufiĉan humidecon tiel ke ĝi likviĝas. Miksaĵo da amonia nitrato kun certaj aliaj sterkoj povas malaltigi la kritan relativan humidecon.

La potencialo por ĝia uzado kiel eksplodaĵo rezultis en reguligaj mezuroj. Ekzemple, en Aŭstralio, la Regularo por Danĝeraj Produktoj komencis funkcii en aŭgusto 2005, por indukti al licenciĝo pri traktado de tiaj substancoj. Licencoj estas oferdonataj nur al kandidatoj kiuj disponas je adekvata sekureco tiel ke misuzoj ne okazu. Aldonaplikoj, tiel kiel edukado kaj esplorceloj ankaŭ estas konsiderataj, tamen, individuaj uzoj ne. Dungitoj de tiuj licencitoj kun rajto je transportado de tiaj substancoj necesos pri kontrolo fare de rajtigita teamo kaj devos aprobiĝi de nacia politika kontrolo pri sekureco antaŭ ol licencio estu koncedita.

Je la 4-a de aŭgusto 2020 en Libano okazis du eksplodoj en la havenareo de Bejruto, tuj apud la centro. Pli ol cent homoj mortis kaj pli ol 5000 vundiĝis. Okazis eksplodo en la haveno, kio kaŭzis duan, multe pli fortan eksplodon (2750 tunoj da amonia nitrato).

Literaturo

• Handbook of Corrosion Data, Bruce D. Craig, David S. Anderson
• Lees' Loss Prevention In The Process Industries: Hazard Identification ..., Sam Mannan
• The Preparatory Manual of Explosives, Jared Ledgard
• Fertilizer Manual, UN Industrial Development Organization
• Ammonium Nitrate: A Comparative Analysis of Factors Affecting Global Trade ...
• Ammonium Nitrate: Synthesis, Chemical Properties, and Health Hazards, Donald C. Rivera
• Chemistry for You, Lawrie Ryan
• Ammonium Nitrate Explosives for Civil Applications: Slurries, Emulsions and .., Erode G. Mahadevan
• Hazardous Materials Chemistry for Emergency Responders, Third Edition, Robert Burke
• Chemistry: The Molecular Science, John Olmsted, Gregory M. Williams
• The Chemistry of Explosives, Jacqueline Akhavan
• Chemical Processing Handbook, John J. McKetta Jr