на что разлагается нитрат аммония при нагревании
Нитрат аммония
Характеристики и физические свойства нитрата аммония
Он хорошо растворяется в воде (гидролизуется по катиону). Кристаллогидратов не образует.
Рис. 1. Нитрат аммония. Внешний вид.
Таблица 1. Физические свойства нитрата аммония.
Плотность (20 o С), г/см 3
Температура плавления, o С
Температура кипения, o С
Температура разложения, o С
Растворимость в воде (20 o С), г/100 мл
Получение нитрата аммония
Нитрат аммония имеет большое промышленное значения. Для его получения наиболее часто используют следующие методы:
— реакция взаимодействия безводного аммиака с азотной кислотой
Химические свойства нитрата аммония
Нитрат аммония — это средняя соль, образованная слабым основанием – гидроксидом аммония (NH4OH) и сильной кислотой – азотной (HNO3).Гидролизуется по катиону. Характер среды водного раствора нитрата аммиака кислый. Уравнение гидролиза будет выглядеть следующим образом:
Нитрат аммония разлагается концентрированными щелочами:
В ОВР может проявлять свойства как слабого окислителя, так и слабого восстановителя:
Нитрат аммония разлагается при нагревании:
Применение нитрата аммония
Примеры решения задач
| Задание | Какой объем оксида азота (I) выделится в ходе реакции разложения нитрата аммония, если в неё вступило 15 г соли? |
| Решение | Оксида азота (I) выделяется при разложении нитрата аммония только в случае нагревания соли до температуры, не превышающей 200 o С. Запишем уравнение реакции: |
Рассчитаем количество нитрата аммония, вступившего в реакцию (молярная масса равна 80 г/моль):
Согласно уравнению, n(NH4NO3) : n(N2O) = 1:1, значит,
Тогда, объем выделяющегося оксида азота (I) будет равен:
V (N2O) = 0,2 × 22,4 = 4,48 л.
| Задание | Какой объем азота выделится в ходе реакции разложения нитрата аммония, если в неё вступило 25 г соли? |
| Решение | Азот выделяется при разложении нитрата аммония только в случае нагревания соли до температуры выше 200 o С. Запишем уравнение реакции: |
Рассчитаем количество нитрата аммония, вступившего в реакцию (молярная масса равна 80 г/моль):
Тогда, объем выделяющегося оксида азота (I) будет равен:
Нитрат аммония
наименование
210 °C
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
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:
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:
| 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:
Безопасный состав
Дополнительная информация
Мировое производство аммиачной селитры на 1980 год составляло 14 млн т, в пересчёте на азот.
Нитрат аммония
| Нитрат аммония | |
 | |
 | |
 | |
| Общие | |
|---|---|
| Систематическое наименование | Нитрат аммония |
| Химическая формула | NH4NO3 |
| Физические свойства | |
| Состояние (ст. усл.) | твёрдый |
| Отн. молек. масса | 80,04 а. е. м. |
| Молярная масса | 80,04 г/моль |
| Плотность | 1,725 (IV модификация) г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура плавления | 169,6 °C |
| Температура кипения | 235 °C |
| Температура разложения | |
| Химические свойства | |
| Растворимость в воде | 20 °C — 190 г/100 мл |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 6484-52-2 |
Нитра́т аммо́ния (аммонийная (аммиачная) селитра) — химическое соединение NH4NO3, соль азотной кислоты. Впервые получена Глаубером в 1659 году.
Содержание
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 повышенном давлении — 235 °C. Молекулярная масса 80,04 а. е. м.. Скорость детонации 2570 м/с.
Растворимость
| Температура, °C | Растворимость, г/100мл |
|---|---|
| 0 | 119 |
| 25 | 212 |
| 50 | 346 |
| 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.
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:
А также амфотерный метод.
Химические свойства
Реакции разложения
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:
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 при ливают 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.
