Azotan amonu
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny

NH
4
NO
3

Masa molowa

80,04 g/mol

Wygląd

higroskopijny, biały lub prawie biały, krystaliczny proszek lub bezbarwne kryształy[1]

Identyfikacja
Numer CAS

6484-52-2

PubChem

22985

Podobne związki
Inne aniony

chloran amonu

Inne kationy

azotan sodu

Podobne związki

azotyn amonu

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Azotan amonu, pot. saletra amonowa, NH
4
NO
3
nieorganiczny związek chemiczny z grupy saletr, sól kwasu azotowego i amoniaku.

Otrzymywanie

Metody przemysłowe
  • Reakcja kwasu azotowego (45–65%) z amoniakiem[6][7]:
HNO
3
+ NH
3
→ NH
4
NO
3

Ze względu na egzotermiczny charakter reakcji, konieczna jest specjalna konstrukcja reaktorów, pozwalająca na szybkie mieszanie reagentów. Ciepło wytworzone w tej reakcji wykorzystywane jest do odparowania wody, co pozwala na uzyskanie roztworu o stężeniu 95–97%.

Podczas produkcji nawozów azotanowo-fosforanowych powstaje nadmiar azotanu wapnia, na który nie ma wystarczającego zapotrzebowania na rynku. Przerabia się go więc na azotan amonu w reakcji z amoniakiem i dwutlenkiem węgla:

Ca(NO
3
)
2
·4H
2
O + 2NH
3
+ CO
2
→ 2NH
4
NO
3
+ CaCO
3
↓ + 3H
2
O

Podobnie jak w poprzednim procesie, ciepło wytworzone w tej reakcji wykorzystywane jest do odparowania wody.

Inne metody
(NH
4
)
2
SO
4
+ 2NaNO
3
→ 2NH
4
NO
3
+ Na
2
SO
4

Właściwości

Saletra amonowa jest bezbarwnym, krystalicznym ciałem stałym. Jest higroskopijna. Bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie (w 25 °C 214 g w 100 g H
2
O
[3], a w 80 °C 576 g/100 g H
2
O
[7]). Proces rozpuszczania się NH
4
NO
3
w wodzie jest dość silnie endotermicznyHo = 26 kJ/mol), dzięki czemu mieszanina saletry amonowej z lodem jest bardzo dobrą mieszaniną chłodzącą.

Azotan amonu ma właściwości utleniające.

W umiarkowanych temperaturach ulatnia się w wyniku odwracalnej dysocjacji na amoniak i kwas azotowy[7]:

NH
4
NO
3
⇄ NH
3
↑ + HNO
3

Przy ogrzewaniu, w temperaturze około 200–260 °C rozkłada się na podtlenek azotu i wodę[7][8]:

NH
4
NO
3
→ N
2
O↑ + 2H
2
O↑

Rozkład jest reakcją egzotermiczną co może doprowadzić do celowego lub przypadkowego wybuchu, gdyż powyżej 260 °C rozkład może gwałtownie przejść w kierunku[7]:

2NH
4
NO
3

2
N
2
↑ + 4H
2
O↑ + O
2

Zanieczyszczenie niektórymi substancjami obniża temperaturę rozkładu i zwiększa energię wybuchu, co może być przyczyną przypadkowego wybuchu i jest wykorzystywane do tworzenia materiałów wybuchowych[8].

Zastosowanie

Materiał wybuchowy

Azotan amonu jest składnikiem wielu materiałów wybuchowych, np.: ANFO, ANNM, amonale, amonity, Dynamon K, sznajderyt. Wybuchowość saletry amonowej była przyczyną wielu katastrof, na przykład:

  • eksplozja w Oppau 21 września 1921 – wybuch ok. 4500 ton mieszaniny saletry amonowej i siarczanu amonu w fabryce nawozów azotowych w Oppau (obecnie część Ludwigshafen am Rhein, Niemcy), 561 zabitych[9];
  • katastrofa w Texas City 16 kwietnia 1947 – wybuchło ok. 2300 ton NH
    4
    NO
    3
    , ok. 570 ofiar śmiertelnych;
  • katastrofa kolejowa w Ryongch’ŏn (Korea Północna) 23 kwietnia 2004 – kolizja pociągów przewożących saletrę amonową i paliwo – zerwana sieć trakcyjna spowodowała wybuch, 154 ofiary śmiertelne;
  • eksplozja w West 17 kwietnia 2013 w miejscowości West blisko Waco w stanie Teksas – wybuch w fabryce nawozów sztucznych West Fertilizer Company; śmierć poniosło 15 osób, a ponad 160 zostało rannych.
  • eksplozja w Mihăilești (Rumunia) 24 maja 2004 – eksplozja ciężarówki przewożącej azotan amonu, 18 ofiar śmiertelnych;
  • eksplozja w Bejrucie 4 sierpnia 2020 w stolicy Libanu – wybuch 2750 ton w porcie; śmierć poniosło co najmniej 154 osób, a 5 tysięcy zostało rannych.

Azotan amonu został również wykorzystany w zamachu na World Trade Center 26 lutego 1993 – pod północną wieżą World Trade Center eksplodowała zaparkowana w podziemnym garażu ciężarówka wypełniona ok. 700 kg tego związku. W wyniku zamachu zginęło 6 osób, a ponad tysiąc zostało rannych.

Nawóz mineralny

Pulannawóz azotowy zawierający 34% N w postaci azotanu amonu. Produkowany jest przez Grupę Azoty Zakłady Azotowe „Puławy”

Saletra amonowa jest używana jako nawóz oraz jako składnik mieszanek nawozów mineralnych. W czystej postaci jest jednym z najpopularniejszych jednoskładnikowych nawozów mineralnych; charakteryzuje się największą zawartością azotu w grupie nawozów saletrzano-amonowych (34%). Zawiera dwie formy azotu: azotanową i amonową. Przez dobrą rozpuszczalność w wodzie i higroskopijność bardzo szybko przenika do gleby. Nawóz uniwersalny, stosowany do wszystkich roślin i rodzajów gleb, przedsiewnie i pogłównie[10]. Do azotanu amonu dodaje się środki zapobiegające zbrylaniu się i zmniejszające higroskopijność – węglan wapnia lub węglan magnezu – a także związki zawierające mikroelementy. Azotan amonu jest także składnikiem nawozów wieloskładnikowych. Nawozy oparte o saletrę amonową produkowane w Polsce przez Zakłady Azotowe „Kędzierzyn” (np.: ZAKsan, Salmag – również z siarką i borem), Zakłady Azotowe „Puławy” (Pulan[11] i nawóz płynny RSM – roztwór azotanu amonu i mocznika) oraz Azoty Tarnów (Saletrosan[12]).

Produkcja

Najwięksi na świecie producenci saletry amonowej
Kraj Udział
w produkcji światowej[13]
Największe przedsiębiorstwo
w kraju
Moc produkcyjna
przedsiębiorstwa
Rosja 19,9% UralChem 2,5 mln t/rok[14][15]
Stany Zjednoczone 15,8% CF Industries 1,1 mln t/rok[16]
Chiny 12,1% San Corporation 1,2 mln t/rok[17]
Polska 5,6% Grupa Azoty Zakłady Azotowe „Puławy” 1,1 mln t/rok[18]
Ukraina 5,5% Stirol 0,4 mln t/rok[19]

Transport i magazynowanie

Roztwory azotanu amonu produkowane w polskich przedsiębiorstwach chemicznych transportuje się w postaci ciekłej jako gorący stężony roztwór. Do tego celu wykorzystywane są cysterny ze zbiornikami produkowanymi na bazie stali kwasoodpornej, zaopatrzonymi dodatkowo w elementy grzewcze podtrzymujące temperaturę roztworu.

Podobnie jak w przypadku transportu, również magazynowanie wymaga stosowania właściwych środków bezpieczeństwa. Azotan amonu można przechowywać w temperaturze wyższej od temperatury krystalizacji i jednocześnie niższej od temperatury wrzenia[20].

Przypisy

  1. a b Farmakopea Polska X, Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne, Warszawa: Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2014, s. 4276, ISBN 978-83-63724-47-4.
  2. a b c Azotan amonu, karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich, Merck, 17 września 2022, numer katalogowy: 256064 [dostęp 2023-09-04]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  3. a b c d CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M. Haynes (red.), wyd. 97, Boca Raton: CRC Press, 2016, s. 4-47, ISBN 978-1-4987-5429-3 (ang.).
  4. Ammonium nitrate, [w:] GESTIS-Stoffdatenbank, Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, ZVG: 3750 [dostęp 2023-09-04] (niem. • ang.).
  5. Ammonium nitrate, karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich, Merck, numer katalogowy: 256064 [dostęp 2011-06-21] (ang.). (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  6. a b Karl-Heinz Zapp i inni, Ammonium Compounds, [w:] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley‐VCH, 2005, s. 1–7, DOI: 10.1002/14356007.a02_243 (ang.).
  7. a b c d e f Ammonium nitrate, [w:] Pradyot Patnaik, Handbook of Inorganic Chemicals, London: McGraw-Hill, 2003, s. 39–42, ISBN 0-07-049439-8 (ang.).
  8. a b Daniel Buczkowski, Saletra amonowa – zagrożenie przypadkowym wybuchem i atakiem terrorystycznym, „Chemik”, 66 (3), 2012, s. 227–234 [dostęp 2023-09-04].
  9. Explosion in a nitrogenous fertiliser plant. 21 September 1921. Oppau – [Rhénanie] Germany [online], French Ministry of Environment, 2008 [dostęp 2019-09-10] (ang.).
  10. Pulan. Grupa Azoty Puławy. [dostęp 2017-02-06].
  11. Pulan. pulawy.com. [zarchiwizowane z tego adresu (2018-03-20)].
  12. Saletrosan. tarnow.grupaazoty.com. [zarchiwizowane z tego adresu (2017-02-07)].
  13. Ammonium Nitrate (AN): 2014 World Market Outlook and Forecast up to 2018. [dostęp 2013-11-05]. (ang.).
  14. Puls Biznesu: Rosyjski producent nawozów mineralnych zwiększył produkcję. [dostęp 2013-11-12]. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-01-23)].
  15. uralchem.ru: Annual Report 2012. s. 2, 8. [dostęp 2013-11-12]. (ang.).
  16. phx.corporate-ir.net: Annual Reports. [dostęp 2013-11-14]. (ang.).
  17. sinooan.com: Ammonium Nitrate. [dostęp 2013-11-13]. (ang.).
  18. pulawy.com: Raport Środowiskowy 2012. [dostęp 2013-11-13].
  19. stirol.net: Висновок щодо операційної та фінансової діяльності емітента. [dostęp 2013-11-14]. (ukr.).
  20. Roztwór azotanu amonu – techniczny. [dostęp 2020-08-06].

Witaj

Uczę się języka hebrajskiego. Tutaj go sobie utrwalam.

Źródło

Zawartość tej strony pochodzi stąd.

Odsyłacze

Generator Margonem

Podziel się