Ammónium-nitrát - Franciaország kémiai társadalma
1659-ben fedezte fel Hans Rudolf Glauber, aki becenevén " nitrum lángok ", Az NH4NO3 képletű ammónium-nitrátot főleg ammónia-nitrát műtrágyaként használják, de nagy oxidálóerővel is felruházzák, és egyes robbanóanyagok összetételében használják.
Az ammónium-nitrát salétromsav (lásd salétromsav) és ammónia (lásd ammónia) sója NH4NO3 képlettel. Ez az egyik legfontosabb nitrogénvegyület. Elkészítése viszonylag egyszerű:
NH3 + NO3H ------> NH4NO3
Molekulatömeg: M = 80, kristályosodva, sűrűsége körülbelül d = 1,72, olvadáspontja F = 169 ° C. Az ammónium-nitrát azonban 170 ° C felett instabil, és 300 ° C-on időnként robbanásszerűen lebomlik, sok gázt és hőt szabadítva fel:
NH4NO3 ------> N2 + 2H2O + 0,5 O2 (V = 981 cm3/g és ΔQ = –1 465 J/g
A vízben való oldódás erős hőelnyeléssel jár, amely a nitrátot keverékek hűtésére használja fel, a hőmérséklet elérheti a -17 ° C-ot, az oldódási hő becslése szerint 26 000 J/M.
Ez egy szilárd anyag, amely több allotrop formában kristályosodik. Normál hőmérsékleten ortorombos, kvadratikus lesz 32 ° C felett, majd köbös 120 ° C felett. A szerkezeti átmenet 32 ° C-on a térfogat erős 3% -os változásával jár, amely elszakítja a hálót és ikreket képez, gyengítve a porrá váló szemcséket.
- Ez egy nagyon higroszkópos só is: 18 ° C-on 180 g feloldható 100 g vízben. Vízmentes ammóniában nyomás alatt is oldódik.
- A gyártás különböző folyamatok szerint történik, amelyek azonban közösek:
- salétromsav semlegesítése,
- a nitrogénoldatok koncentrációja,
- kristályosított nitrát granulálása.
A semlegesítés rozsdamentes acél reaktorokban történik, az exoterm reakció során felszabaduló hő visszanyerésére szolgáló rendszerrel. Az oldatot ezután 95% -os sóra koncentráljuk, majd egy torony tetejére permetezzük. " prilling Ahol a forró oldat cseppjei egy emelkedő hideg levegőárammal találkoznak. A 100 ° C-ra hűtött kerek granulátumokat szitáljuk és "csomósodásgátló" termékkel bevonjuk, hogy megakadályozzuk a megrepedést, és raktárba küldjük. Néha egy kis kénsavat adnak az oldatokhoz (vö. Kénsav), amely ammónium-szulfátot eredményez, amely kristályosítási magként szolgál, így 1,5 és 2,5 mm közötti szemcseméretű gyöngyöt kap.
Más eljárásokban olvadt nitrátot használnak egy forgó granulátorban, hogy átlagosan 3 mm-es részecskeméretet érjenek el, ami kereskedelmi szempontból nagyobb. A szemcsék stabilizálása érdekében különféle sókat adnak hozzá: kalcium-szulfátot, magnézium-nitrátot, alumínium-szulfátot, és a meggörbülés (sütés) megakadályozása érdekében a szemeket felületaktív anyaggal, például alkil-aminnal vagy viaszsal vonják be.
A BASF eljárást úgy különböztetjük meg, hogy a reakciót követően foszfát műtrágyák, kalcium-nitrát gyártásának melléktermékét alkalmazzuk:
Ca (NO3) 2,4 H2O + 2 NH3 + CO2 ------> 2 NH4NO3 + CaCO3 + 3 H2O
Az ammónium-nitrát erős oxidálószer. Az olvadt nitrát oxidálja a fémeket, mint a cink és az ólom, amelyek hatására feloldódnak. A fémes szennyeződések, mint például a réz, felgyorsítják bomlását. Az ammónium-nitrát olvadás előtt részben elpárolog, és 185 ° C-on bomlik: