Azotan amonu
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wzór sumaryczny |
NH | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Masa molowa |
80,04 g/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd |
higroskopijny, biały lub prawie biały, krystaliczny proszek lub bezbarwne kryształy[1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikacja | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PubChem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inne aniony | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Inne kationy | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Azotan amonu, pot. saletra amonowa, NH
4NO
3 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy saletr, sól kwasu azotowego i amoniaku.
Otrzymywanie
[edytuj | edytuj kod]- Metody przemysłowe
- HNO
3 + NH
3 → NH
4NO
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
2O + 2NH
3 + CO
2 → 2NH
4NO
3 + CaCO
3↓ + 3H
2O
Podobnie jak w poprzednim procesie, ciepło wytworzone w tej reakcji wykorzystywane jest do odparowania wody.
- Inne metody
- reakcje nieorganicznych soli amonowych z azotanami, np.[7]:
Właściwości
[edytuj | edytuj kod]Saletra amonowa jest bezbarwnym, krystalicznym ciałem stałym. Jest higroskopijna. Bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie (w 25 °C 214 g w 100 g H
2O[3], a w 80 °C 576 g/100 g H
2O[7]). Proces rozpuszczania się NH
4NO
3 w wodzie jest dość silnie endotermiczny (ΔHo = 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
4NO
3 ⇄ NH
3↑ + HNO
3↑
Przy ogrzewaniu, w temperaturze około 200–260 °C rozkłada się na podtlenek azotu i wodę[7][8]:
- NH
4NO
3 → N
2O↑ + 2H
2O↑
Rozkład jest reakcją egzotermiczną co może doprowadzić do celowego lub przypadkowego wybuchu, gdyż powyżej 260 °C rozkład może gwałtownie przejść w kierunku[7]:
- 2NH
4NO
3 → 2N
2↑ + 4H
2O↑ + 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
[edytuj | edytuj kod]Materiał wybuchowy
[edytuj | edytuj kod]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
4NO
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 218 osób, a 7,5 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
[edytuj | edytuj kod]
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 na saletrze amonowej 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
[edytuj | edytuj kod]| 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
[edytuj | edytuj kod]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
[edytuj | edytuj kod]- ↑ 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.
- ↑ a b c Azotan amonu [online], karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich, 17 września 2022, numer katalogowy: 256064 [dostęp 2023-09-04]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
- ↑ 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.).
- ↑ Ammonium nitrate, [w:] GESTIS-Stoffdatenbank [online], Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, ZVG: 3750 [dostęp 2023-09-04] (niem. • ang.).
- ↑ Ammonium nitrate [online], karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich, numer katalogowy: 256064 [dostęp 2011-06-21] (ang.). (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
- ↑ 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.).
- ↑ 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.).
- ↑ a b Daniel Buczkowski, Saletra amonowa – zagrożenie przypadkowym wybuchem i atakiem terrorystycznym, „Chemik”, 66 (3), 2012, s. 227–234 [dostęp 2023-09-04].
- ↑ Explosion in a nitrogenous fertiliser plant. 21 September 1921. Oppau – [Rhénanie] Germany [online], French Ministry of Environment, 2008 [dostęp 2019-09-10] (ang.).
- ↑ Pulan. Grupa Azoty Puławy. [dostęp 2017-02-06].
- ↑ Pulan. pulawy.com. [zarchiwizowane z tego adresu (2018-03-20)].
- ↑ Saletrosan. tarnow.grupaazoty.com. [zarchiwizowane z tego adresu (2017-02-07)].
- ↑ Ammonium Nitrate (AN): 2014 World Market Outlook and Forecast up to 2018. [dostęp 2013-11-05]. (ang.).
- ↑ Puls Biznesu: Rosyjski producent nawozów mineralnych zwiększył produkcję. [dostęp 2013-11-12]. [zarchiwizowane z tego adresu (2014-01-23)].
- ↑ uralchem.ru: Annual Report 2012. s. 2, 8. [dostęp 2013-11-12]. (ang.).
- ↑ phx.corporate-ir.net: Annual Reports. [dostęp 2013-11-14]. (ang.).
- ↑ sinooan.com: Ammonium Nitrate. [dostęp 2013-11-13]. (ang.).
- ↑ pulawy.com: Raport Środowiskowy 2012. [dostęp 2013-11-13].
- ↑ stirol.net: Висновок щодо операційної та фінансової діяльності емітента. [dostęp 2013-11-14]. (ukr.).
- ↑ Roztwór azotanu amonu – techniczny. [dostęp 2020-08-06].