Как получить аммиачная селитра уравнение

Нитрат аммония

Систематическое
наименованиеНитрат аммонияХим. формулаNH₄NO₃СостояниетвёрдыйМолярная масса80,04 г/мольПлотность1,725 (IV модификация)Т. плав.169,6 °CТ. кип.235 °CТ. разл.

210 °CРастворимость в воде20 °C — 190 г/100 млГОСТГОСТ 14702-79Рег. номер CAS6484-52-2PubChem22985Рег. номер EINECS229-347-8SMILES

RTECSBR9050000ChEBI63038ChemSpider21511Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Нитрат аммония (аммонийная (аммиачная) селитра) — химическое соединение NH₄NO₃, соль азотной кислоты. Впервые получена Глаубером в 1659 году. Используется в качестве компонента взрывчатых веществ и как азотное удобрение.

Содержание

• 1 Физические свойства
  • 1.1 Растворимость
  • 1.2 Состав
• 2 Методы получения
  • 2.1 Основной метод
  • 2.2 Метод Габера
  • 2.3 Нитрофосфатный метод
• 3 Химические свойства
• 4 Кристаллические состояния нитрата аммония
• 5 Применение
  • 5.1 Удобрения
  • 5.2 Взрывчатые вещества
• 6 Безопасный состав
• 7 Дополнительная информация

Физические свойства

Кристаллическое вещество белого цвета. Температура плавления 169,6 °C, при нагреве выше этой температуры начинается постепенное разложение вещества, а при температуре 210 °C происходит полное разложение. Температура кипения при пониженном давлении — 235 °C. Молекулярная масса 80,04 а. е.м. Скорость детонации 2570 м/с.

Растворимость

Растворимость в воде:

Температура, °C	Растворимость, г/100мл
0	119
10	150
25	212
50	346
80	599
100	1024

При растворении происходит сильное поглощение тепла (аналогично нитрату калия), что значительно замедляет растворение. Поэтому для приготовления насыщенных растворов нитрата аммония применяется нагревание, при этом твёрдое вещество засыпается небольшими порциями.

Также соль растворима в аммиаке, пиридине, метаноле, этаноле.

Состав

Содержание элементов в нитрате аммония в массовых процентах:

Методы получения

Основной метод

В промышленном производстве используется безводный аммиак и концентрированная азотная кислота:

Реакция протекает бурно с выделением большого количества тепла. Проведение такого процесса в кустарных условиях крайне опасно (хотя в условиях большого разбавления водой нитрат аммония может быть легко получен). После образования раствора, обычно с концентрацией 83 %, лишняя вода выпаривается до состояния расплава, в котором содержание нитрата аммония составляет 95—99,5 % в зависимости от сорта готового продукта. Для использования в качестве удобрения расплав гранулируется в распылительных аппаратах, сушится, охлаждается и покрывается составами для предотвращения слёживания. Цвет гранул варьируется от белого до бесцветного. Нитрат аммония для применения в химии обычно обезвоживается, так как он очень гигроскопичен и процентное количество воды в нём получить практически невозможно.

Метод Габера

По способу Габера из азота и водорода синтезируется аммиак, часть которого окисляется до азотной кислоты и реагирует с аммиаком, в результате чего образуется нитрат аммония:

Нитрофосфатный метод

Этот способ также известен как способ Одда, названный так в честь норвежского города, в котором был разработан этот процесс. Он применяется непосредственно для получения азотных и азотно-фосфорных удобрений из широко доступного природного сырья. При этом протекают следующие процессы:

1. Природный фосфат кальция (апатит) растворяют в азотной кислоте:
   • Ca₃(PO₄)₂ + 6HNO₃ ⟶ 2H₃PO₄ + 3Ca(NO₃)₂
2. Полученную смесь охлаждают до 0 °C, при этом нитрат кальция кристаллизуется в виде тетрагидрата — Ca(NO₃)₂·4H₂O, и его отделяют от фосфорной кислоты.
3. На полученный нитрат кальция, не очищенный от фосфорной кислоты, действуют аммиаком, получая в итоге нитрат аммония:
   • Ca(NO₃)₂ + 4H₃PO₄ + 8NH₃ ⟶ CaHPO₄↓ + 2NH₄NO₃ + 3(NH₄)₂HPO₄

А также амфотерный метод.

Химические свойства

Термическое разложение нитрата аммония может происходить по-разному, в зависимости от температуры:

Кристаллические состояния нитрата аммония

Изменения кристаллического состояния нитрата аммония под воздействием температуры и давления меняют его физические свойства. Обычно различают следующие состояния:

Кристаллические состояния нитрата аммония

Система	Диапазон температур (°C)	Состояние	Изменение объёма (%)
—	> 169.6	жидкость
I	169.6 — 125.2	кубическая	−2.13
II	125.5 — 84.2	тетрагональная	−1.33
III	84.2 — 32.3	α-ромбическая	+0.8
IV	32.3 — −16.8	β-ромбическая	−3.3
V	−50 — −16.8	тетрагональная	+1.65
VI	существует при высоких давлениях
VII	170
VIII	существует при высоких давлениях
IX	существует при высоких давлениях

Фазовый переход от IV к III при 32,3 °C приносит неприятности производителям удобрений, потому как изменения плотности приводят к разрушению частиц при хранении и применении. Это особенно важно в тропических странах, где нитрат аммония испытывает циклические изменения, приводящие к разрушению гранул, слёживанию, повышенному пылению и риску возникновения взрыва.

Применение

Удобрения

Бо́льшая часть нитрата аммония используется либо непосредственно как хорошее азотное удобрение, либо как полупродукт для получения прочих удобрений. Для предотвращения создания взрывчатых веществ на основе нитрата аммония в удобрения, доступные в широкой продаже, добавляют компоненты, снижающие взрывоопасность и детонационные свойства чистого нитрата аммония, такие как мел (карбонат кальция).

В Австралии, Китае, Афганистане, Ирландии и некоторых других странах свободная продажа нитрата аммония даже в виде удобрений запрещена или ограничена. После террористического акта в Оклахома-Сити ограничения на продажу и хранение нитрата аммония были введены в некоторых штатах США.

Взрывчатые вещества

Наиболее широко в промышленности и горном деле применяются смеси аммиачной селитры с различными видами углеводородных горючих материалов, других взрывчатых веществ, а также многокомпонентные смеси:

• составы типа аммиачная селитра/дизельное топливо (АСДТ)
• жидкая смесь аммиачная селитра/гидразин (Астролит)
• водонаполненные промышленные взрывчатые вещества (Акванал, Акванит и др.)
• смеси с другими взрывчатыми веществами (Аммонит, Детонит и др.)
• смесь с алюминиевой пудрой (аммонал)

Аммиачная селитра отличается большой гигроскопичностью, поэтому в качестве взрывчатого вещества не используется, так как в сыром виде взрывчатые свойства утрачиваются.

Безопасный состав

В 2013 г. сотрудники Sandia National Laboratories объявили о разработке безопасного и эффективного состава на основе смеси нитрата аммония с сульфатом железа, который не может быть использован для создания на его основе взрывчатых веществ. При разложении состава ион SO₄ 2− связывается с ионом аммония, а ион железа — с нитрат-ионом, что предотвращает взрыв. Введение в состав удобрения сульфата железа может улучшить и технологические характеристики удобрения, особенно на закисленных почвах. Авторы отказались от защиты формулы удобрения патентом с тем, чтобы этот состав мог получить быстрое распространение в регионах с высокой террористической опасностью.

Дополнительная информация

Мировое производство аммиачной селитры на 1980 год составляло 14 млн т, в пересчёте на азот.

Аммиачная селитра

Аммиачная селитра химическое соединение азота, водорода и кислорода, очень сильный окислитель.

Имеет несколько названий: нитрат аммония, аммонийная селитра, аммиачная селитра имеет формулу NH₄NO₃.

Основное применение как удобрение в сельском хозяйстве, а также в получении некоторых взрывчатых веществ.

Что такое селитра аммиачная

Аммиачная селитра это азот содержащее неорганическое вещество, в нормальных условиях это белое кристаллическое вещество, очень хорошо растворяется в воде при этом вода начинает терять свою температуру, растворимость селитры напрямую зависит от температуры воды. Химический состав NH₄NO₃ — азот 35%, водород 5% и кислород 60%.

Имеет температуру плавления 169 С°. Более высокая температура приводит к медленному разложению селитры на оксид азота и воду

Мгновенное нагревание, сильный удар или детонация может привести его к разложению в виде взрыва, что используется в производстве некоторых взрывчатых веществ.

Аммиачная селитра NH₄NO₃ физические свойства

Нитрат аммония горючее взрывоопасное вещество в виде порошка или гранул. Мол. масса 80,04; плотн. 1725 кг/м 3 при 25 °С; т. плавл. 169,6 °С; в воде растворяется.

Температура самовоспл. 350 °С; нижн. конц. предел распр. пл. 175 г/м 3 . При нагревании в замкнутом пространстве, когда продукты терморазложения свободно не удаляются, аммиачная селитра может при некоторых условиях взрываться, а также может взрываться под воздействием сильных ударов (например, при инициировании взрывчатыми веществами).

Аммиачная селитра, содержащая 0,3% (масс.) хлор-иона, разлагается со взрывом при 230 °C. Образец смеси аммиачной селитры с полиэтиленом, фосфатом кальция или с 3%-ной талькомагнезитовой добавкой в соотношении 1 : 1 имеет т. самовоспл. 350 °С; нижн. конц. предел распр. пл. 125 г/м 3 .

Получение аммиачной селитры в лабораторных условиях

Для получения собирают установку (рис. ).

Нагревают колбу 1 с концентрированным раствором аммиака и одновременно прибавляют из капельной воронки 3 в поглотительную колонку 2 азотную кислоту (р = 1,4 г/см 3 ) по каплям, т. е. направляют реагирующие вещества навстречу друг другу (принцип противотока).

Для протекания реакции между газом и жидкостью существенное значение имеет увеличение поверхности соприкосновения реагирующих веществ.

Для этого служит колонка с битым стеклом. Стекающую в стакан 4 жидкость испытывают универсальным индикатором (или лакмусовой бумажкой).

Если нейтрализация кислоты произошла не полностью, то содержимое стакана 4 приливают в капельную воронку 3 и снова пропускают через колонку 2.

Так поступают до тех пор, пока находящаяся в стакане с жидкостью индикаторная бумажная полоска не покажет нейтральную или слабощелочную реакцию. Тогда прекращают нагревание колбы 1, содержащей раствор аммиака, и дают стечь всей жидкости в стакан 4.

Рис. Установка для получения аммиачной селитры:

1 — колба реактор, 2- поглотительная колонка с битым стеклом, 3 — капельная воронка, 4 — стакан.

Газообразный аммиак и раствор азотной кислоты, встречаясь друг с другом в поглотительной колонке 2, образуют белый дым, состоящий из кристалликов нитрата аммония.

Раствор соли (вместе с непрореагировавшей азотной кислотой) стекает в стакан. О разогревании жидкости судят по показаниям термоскопа.

Из стакана 4 жидкость переливают в фарфоровую чашку, осторожно упаривают и охлаждают. Выделившиеся кристаллы аммиачной селитры (после сливания маточного раствора) дают рассмотреть учащимся.

После полного удаления воды из раствора аммиачной селитры последняя плавится. Жидкость застывает в сплошную кристаллическую массу белого цвета с желтоватым оттенком. При температуре 190°С аммиачная селитра разлагается.

Получение нитрата аммония в промышленности

Основная часть нитрата аммония получаемая в промышленных масштабах, производиться в поглотительных установках, где производиться на прямую реакция между газообразным аммиаком и азотной кислотой:

В результате реакции образуется большое количество тепла, что неприменимо получения аммиачной селитры в не производстве так как возможны выбросы газообразного аммиака или азотной кислоты.

Полученный водный раствор обезвоживают и гранулируют для предотвращения поглощения воды из кислорода воздуха, так как аммиачная селитра очень гигроскопична.

Методом Габера

Основан на том что в процессе синтеза аммиака, некоторая часть его окисляется до азотной кислоты которая реагирует с аммиаком в результате чего образуется аммиачная селитра.

реакция протекает при высокой температуре, давлении и в присутствии катализатора.

Нитрофосфатный метод

Основан на биохимических процессах которые происходят в природе, результаты этих процессов подвергают обработкой азотной кислотой.

Этот процесс протекает в три этапа:

2. Полученную смесь охлаждают до 0 °C, в результате чего нитрат кальция кристаллизуется.

3. Не очищенный нитрат кальция действуют аммиаком в результате чего образуется аммиачная селитра (нитрат аммония).

Применение аммиачной селитры

Основной источник применения в сельском хозяйстве для удобрения сельскохозяйственных угодий, а также в небольших количествах гранулы плодородия используют в домашних условиях.

В химической промышленности иногда используют в разогреве контактного аппарата в получении фталевого ангидрида в смесях с другими азот содержащими веществами (нитрат калия, нитрит натрия).

В военном деле в производстве на основе аммиачной селитры взрывчатых веществ таких как амонал, аммонит, детонит, акванал и некоторые другие.

Так широко известны аммониты как смеси с другими взрывчатыми веществами, тринитротолуолом, гексогеном, а так же для снижения взрывного свойства динамит (тринитроглицерин).

Что мы узнали о аммиачной селитра?

Что в составе аммиачной селитры?

Базовое действующее вещество в составе аммиачной селитры – азот. Его содержание ограничивается пределами от 26 до 34,4 %.

Селитру также называют нитратом аммония или азотнокислым аммонием. Сера – еще один важный элемент. Ее в составе – от 3 до 14 %.

Как получают аммиачную селитру?

Основное получение действием азотной кислоты на аммиак, но нитрат аммония может быть получен из его солей.

Для чего применяют аммиачную селитру?

Аммиачная селитра применяется в огороде для обеспечения культур азотом. Азот нужен растениям в начале процесса роста.

В этот период они потребляют вещество большими порциями. Благодаря наличию серы в составе селитры азот быстро усваивается.

Чем опасна аммиачная селитра?

Сам по себе нитрат аммония не опасен. Конечно, он может послужить причиной взрыва, если его намеренно использовать в качестве взрывчатого вещества.

Присутствие таких примесей как органические материалы, другие взрывчатые вещества, металлы и сера увеличивают опасность аммиачной селитры.

Что можно сделать с аммиачной селитрой?
Селитры используются как азотные удобрения, при этом калиевая селитра является также источником необходимого растениям калия.

Нитрат калия также является одним из ингредиентов чёрного пороха. Аммонийная селитра используется для приготовления таких взрывчатых веществ как аммонал и аммотол.

Статья на тему Аммиачная селитра

Похожие страницы:

Понравилась статья поделись ей

Leave a Comment

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Нитрат аммония: свойства, получение, применение

Введение

Определение

Нитрат аммония (формула NH₄NO₃) является аммонийной солью азотной кислоты. Другие его названия — аммонийная или аммиачная селитра.

Свойства

Имеет вид белого кристаллического вещества. При температуре выше 170 о С нитрат аммония постепенно разлагается. Если же t о условий достигнет отметки 210 о С, то это приведет к полному разложению данного вещества. Нитрат аммония очень хорошо растворяется водой, при повышении температуры последней показатель растворимости увеличивается. Но, так как реакция эндотермическая (проходит с поглощением тепла), то его водные растворы нужно готовить в условиях с высокой температурой.

Получение

Из-за широкого использования в промышленности люди найчились добывать аммиачную селитру разными способами:

• Взаимодействие безводного аммиака с концентрированной серной кислотой. Реакция экзотермическая, т. е. во время ее протекания выделяется очень много тепла. Поэтому проводить ее в кустарных условиях нежелательно, если не хотите травмироваться. Впрочем, если оба реагента разбавить водой, то аммонийная селитра достаточно легко получается. Тогда образуется расплав, где ее концентрация составляет 83%. Лишнюю воду можно легко выпарить, после этого процентное содержание нитрата аммония составит 95-99,5%. Такой большой промежуток обусловлен разными сортами получившейся аммиачной селитры.

• Способ Габера. Обсуждаемое вещество может быть получено и по методу Габера. Ход реакций можно кратко описать по такой схеме:

водород + азот —> аммиак +кислород —> азотная кислота +аммиак —> нитрат аммония.

Способ Одда. Благодаря этому методу аммиачную селитру получают из природного сырья. Чаще всего для этого используют минерал апатит (фосфат кальция). Второй реагент — разбавленная азотная кислота.

Применение

Без использования аммиачной селитры (из-за ее взрывчатых свойств) не обходится горное дело. Также с ее участием проходит изготовление азотных удобрений, в которые, чтобы избежать детонации нитрата аммония, добавляют мел или другие вещества, помогающие его нейтрализовать.

Заключение

Аммонийная селитра может быть как другом, так и врагом для человека, все зависит от цели ее использования. С ней нужно крайне аккуратно обращаться, особенно в условиях с высокой температуры.