Ammoniumnitraat

chemiese verbinding

Ammoniumnitraat is 'n sout met samestelling NH4NO3. Dit bevat stikstof in beide die oksidasietoestand -3 (in die ammoniumioon NH+4) en +5 (in die nitraat-ioon NO3). Hierdeur is hierdie verbinding in staat om 'n outoredoks-reaksie te ondergaan waarin die nitraat as oksidasie- en die ammonium as reduksiemiddel optree.

Eienskappe

Algemeen

Naam Ammoniumnitraat
Struktuurformule van
Struktuurformule van
Chemiese formule NH4NO3
Molêre massa 80,043 g/mol
CAS-nommer 6484-52-2  
Voorkoms Wit vastestof
Fasegedrag  
Nommer 194  
Strukturbericht B2  
Strukturbericht B8₁
Smeltpunt 169 °C
Kookpunt ontbind > 210 °C
Digtheid
Oplosbaarheid water: 212 g per 100 g (25 °C)[1]

metanol 17,1 g per 100 g (20 °C) etanol 2,5 g per 100 g (20 °C)

Suur-basis eienskappe

pKa

Veiligheid

Flitspunt  
LD50 2217 mg/kg (rot) 
LC50 88,8 mg/L (rot; 4 uur inaseming)[2]

Tensy anders vermeld is alle data vir standaardtemperatuur en -druk toestande.

 
Portaal Chemie

Plofstof

wysig
 
Die Port Neal-kompleks ná die ontploffing

Hierdie reaksie maak van die stof 'n plofstof.

 

Hierdie reaksie is eksoterm en tree op wanneer die sout gesmelt word. In klein hoeveelhede wat nie ingesluit word nie lei dit nogtans nie tot ontploffings nie, omdat daar ook 'n endotermiese reaksie kan plaasvind wat die ontwikkelde hitte absorbeer:

 

Hierdie reaksie beperk die temperatuur van die smelt tot 230 - 260 °C en verhoed 'n ontploffing. Indien die smelt ingesluit word en die druk kan toeneem word die ewewig gedwing om na links te skuif en sal die temperatuur styg en ontstaan daar 'n ontploffing.[3] Daar is voorbeelde van sulke ontploffings in die nywerheid soos in Port Neal, naby Sioux City in Iowa (VSA) (op 13 Desember 1994) en die ontploffing in Beiroet se hawe op 4 Augustus 2020.

Kunsmis

wysig

Hoewel ammoniumnitraat 'n gewilde plofstof is wat dinamiet amper vervang het, het die stof 'n ander belangrike aanwending: dit is 'n belangrike vorm van kunsmis omdat plante beide ammonium en nitraat benodig.

Kristalstrukture

wysig

Ammoniumnitraat (AN) het by 1 Atm vyf polimorfiese fases.: [4]

Fase Temperatuur Simmetrie Ruimtegroep Eenheidsel
AN-I 125 °C tot smelt kubies Pm3m a=4,40
AN-II +84,10 °C tot +125,2 °C tetragonaal P42₁m a = 5.7193 A; c = 4.9326 A, Z = 2
AN-III +32.23 °C tot +84,10 °C ortorombies Pbnm a=7,06 b=7,66 c=5,80
AN-IV -17 °C tot +32.23 °C ortorombies Pmmn a=5,724; b=5,455; c=4,945
AN-V tot -17 °C heksagonaal a=5,75; c=15,9

Die AN-I-struktuur is 'n statistiese weergawe van die CsCl-struktuur (B1). Die ander strukture is gebaseer op 'n vervorming van die CsCl-struktuur, behalwe AN-III wat van die NiAs-tipe (B8₁) afgelei is.[5]

Onder hoë druk is daar nog AN-VI en AN-VII gevind. Hierdie rykdom aan strukture weerspieël die feit dat die ione waaruit die rooster opgebou is, nie die vorm van 'n sfeer het nie.

Verwysings

wysig
  1. "periodic table of the elements" (in Russies). Geargiveer vanaf die oorspronklike op 21 Januarie 2019.
  2. ThermoFisher.
  3. On te thermal decomposition of ammonium nitrate. Steady-state reaction temperatures and reaction rate. George Feick, R.M. Hainer.
  4. Molecular rotation in the solid state. The variation of the crystal structure of ammonium nitrate with temperatue. S.B. Hendricks, E Posnjak, F.C. Kracek J. Am. Chem. Soc., 1932, 54(7), bls, 2766–2786.
  5. Growth of ammonium nitrate phase I and II dendrites. C.A. van Driel, A.E.D.M. van der Heijden, G.M. Rosmalen Journal of Crystal Growth 128(1–4), 1 Maart 1993, bls. 229-233