Tìm kiếm khái niệm hóa học

Hãy nhập vào khái niệm bất kỳ để bắt đầu tìm kiếm

Amoni nitrat (AN) | Khái niệm hoá học

Amoni nitrat hay còn gọi ammonium nitrate là một hợp chất hóa học, có công thức hóa học là NH4NO3, là một tinh thể màu trắng và hòa tan cao trong nước trong nhiệt độ bình thường và áp suất tiêu chuẩn. Nó thường được dùng trong nông nghiệp làm phân bón và cũng được sử dụng làm chất ôxi hóa trong thuốc nổ phục vụ mục đích khai thác đá và xây dựng dân dụng, phổ biến nhất là dùng làm thiết bị nổ tự tạo.


1. Lịch sử và nguồn gốc

Amoni nitrat (AN) là một trong những hợp chất phổ biến nhất và quan trọng nhất về mặt thương mại kể từ khi được phát hiện vào thế kỷ XVII (1659). Lượng AN được sản xuất và sử dụng nhiều chủ yếu là do nó là thành phần chính trong phân bón (đạm 2 lá) và vật liệu nổ công nghiệp.

Trong vai trò là phân bón, AN cung cấp Nitro ở cả dạng NH3 và ion nitrat. Đối với vai trò là chất nổ, AN hoạt động như là một chất oxy hóa cung cấp một nguồn oxy rẻ trong thuốc nổ để kết hợp với nhiên liệu và giải phóng năng lượng. 

hinh-anh-amoni-nitrat-an--282-0Vụ nổ AN kinh hoàng tại Beirut - Lebanon

AN là một trong những chất nổ mạnh gây ra các vụ nổ có cường độ nghiêm trọng. Những vụ tai nạn nổi tiếng và được nhiều người biết đến là các vụ tai nạn ở Upper Silesia (1921); Oppau, Germany (1921), Brest, France (1947), Texas City, USA (1947). Toulose, France (2001),... Mới đây nhất là vụ nổ thảm khốc ở thủ đô Beirut hôm 4/6/2020 do tia lửa hàn trong quá trình sửa chữa nhà kho nhiều khả năng đã làm cháy 2750 tấn amoni nitrat cất trữ tại đây suốt 6 năm qua, gây ra tiếng nổ cực lớn,phá hủy nhiều nhà cửa ở Beirut - Lebanon khiến ít nhất 100 người thiệt mạng.

hinh-anh-amoni-nitrat-an--282-1Amoni nitrat (AN)

2. Tính chất vật lý và hóa học

a. Một số thông tin cơ bản về tính chất vật lí

AN là một chất rắn màu trắng, hút ẩm ở dạng tinh thể tại nhiệt độ phòng và áp suất tiêu chuẩn, tan nhiều trong nước, điểm nóng chảy (MP) khoảng 169,6oC, tỷ khối là 1,73 g/cm3; điểm sôi khoảng 210oC, phân hủy khoảng 230oC, tan chảy trên 325oC.

hinh-anh-amoni-nitrat-an--282-2Tính chất vật lý của AN

b. Tính chất hóa học

Khi bị giam giữ và nung nóng, AN có thể phát nổ vượt quá 260oC tùy thuộc vào tốc độ gia nhiệt. Hóa học phân hủy của bất kỳ chất nào là chìa khóa cho hành vi gây nổ của nó và do đó, AN đã được nghiên cứu và công bố rộng rãi. Khi phân tích dữ liệu thí nghiệm, người ta cần chú ý đến các yếu tố cơ bản như tốc độ gia nhiệt, áp suất và độ tinh khiết vì những yếu tố này ảnh hưởng đáng kể đến kết quả. Mặc dù, một số con đường phản ứng được đề xuất, không có cơ chế đơn lẻ nào hiện có thể giải thích tất cả các khía cạnh của sự phân hủy AN. Vẫn có một mức độ chấp nhận cơ chế phản ứng cụ thể ở một nhiệt độ cụ thể. Với mục đích hiểu được tính hữu ích và các nguy cơ liên quan đến việc sử dụng AN trong chất nổ AN, đặc biết là ANFO (ANFO (hoặc AN / FO , đối với amoni nitrat / dầu nhiên liệu ) là một chất nổ công nghiệp số lượng lớn được sử dụng rộng rãi.), sẽ đủ để biết rằng tốc độ nung nóng và giam giữ là hai thông số rất quan trọng ảnh hưởng đến quá trình phân hủy và tạo thành sản phẩm cuối cùng trong sự phân hủy AN. Có ý kiến cho rằng trong khi tốc độ gia nhiệt cao khuyến khích sự phân hủy bề mặt tỏa nhiệt và tạo ra N2 và HNO3, ở nhiệt độ thấp hơn khuyến khích sự phân hủy khối lượng lớn tỏa nhiệt và tạo ra N2O và H2O. Rất nhiều tạp chất có thể hoạt động như chất xúc tác, các tác nhân khác có thể bao gồm nhiên liệu kim loại giúp tăng cường năng lượng nhiệt được giải phóng trong quá trình phân hủy. Hiện tượng này được ứng dụng trong công thức thuốc nổ ANFO mang lại hiệu suất nổ tốt hơn ở mật độ khối cao hơn.

Qúa trình phân hủy AN có thể được biểu diễn dưới đây:

Ở 180oC: NH4NO3 = NH3 + HNO3

250oC: NH4NO3 = N2O + 2H2O

>300oC: NH4NO3 = 2N2 + 4H2O + O2

Trong điều kiện bị giam giữ, sự nổ AN diễn ra như sau:

4NH4NO3 = 2NO2 + 8H2O + 3N2 

3. Ứng dụng

Amoni nitrat là chất ôxi hóa mạnh, nitrat amôni tạo thành một hỗn hợp chất nổ khi kết hợp với nhiên liệu như hyđrô, thường là dầu diesel (dầu) hoặc kerosene. Tiêu biểu là vụ đánh bom khủng bố tại Thành phố Oklahoma của Mỹ vào sáng ngày 19/4/1995, do Timothy McVeigh thực hiện tại tòa nhà Liên bang Afred P. Murrah. Đây được coi là một trong những vụ khủng bố tồi tệ nhất nước Mỹ khiến 168 người chết, trong đó có 19 trẻ em và hơn 500 người bị thương.

hinh-anh-amoni-nitrat-an--282-3Một phần tòa nhà Alfred P. Murrah ở thành phố Oklahoma, Mỹ, bị thổi bay trong vụ đánh bom năm 1995

Nitrat amoni cũng được sử dụng trong các loại thuốc nổ quân sự như bom phát quang  BLU-82B/C-130 được thả từ máy bay MC-130 và là một thành phần của vật liệu nổ amatol, làm từ hỗn hợp của TNT và NH4NO3. Các hỗn hợp sử dụng trong mục đích quân sự thường pha chế thêm gần 20% bột nhôm nữa để tăng sức công phá…

hinh-anh-amoni-nitrat-an--282-4

Tuy nhiên ngày nay, ứng dụng phổ biến nhất của amoni nitrat là để sản xuất phân bón, do nó chứa nhiều nitơ cần thiết cho cây trồng bởi cây cần nitơ để tạo ra các protein và được sản xuất công nghiệp với giá không quá đắt.

hinh-anh-amoni-nitrat-an--282-5Phân bón Amoni nitrat

Amoni nitrat cũng được sử dụng trong các túi lạnh nhanh (instant cold pack). Trong ứng dụng này, nitrat amoni được trộn với nước trong một phản ứng thu nhiệt, với nhiệt lượng 26,2 kilojoule mỗi mole chất phản ứng. Các sản phẩm của các phản ứng nitrat amoni được ứng dụng trong các túi khí. Chất azit natri (NaN3) là hóa chất được sử dụng trong các túi khí và nó phân hủy tạo ra natri Na và nitơ N2.

2Na3N →6Na + N2

Nitrat amoni còn được ứng dụng trong việc xử lý các quặng titanium hay điều chế chất ôxít nitơ (N2O) và điều chế amoniac khan, một hóa chất thường được sử dụng trong việc sản xuất methamphetamine.

Amoni nitrat rất dễ nổ khi tiếp xúc với lửa và khi phát nổ, amoni nitrat có thể giải phóng các khí độc bao gồm oxit nitơ và khí amoniac.

Cũng vì nó rất dễ cháy nổ nên thế giới đã có các quy tắc nghiêm ngặt về cách lưu trữ ammonium nitrate một cách an toàn, trong đó yêu cầu tối thiểu nhất là vị trí lưu trữ cần phải được chống cháy triệt để và không thể có bất kỳ cống, ống hoặc các nguồn nào khác để ammonium nitrate có thể tiếp xúc, tích tụ, tạo ra nguy cơ nổ.

Total rating:

Rating: / 5 star

Các khái niệm hoá học liên quan

Tinh bột

Tinh bột là một polisaccarit rất phổ biến trong tự nhiên, nó là thức ăn quan trọng cho người cũng như động vật và là thức ăn dữ trữ của thực vật. Tinh bột được thực vật tích trữ trong các mô thực vật dưới dạng các loại hạt, củ và quả (ngô, khoai, sắn, hồng, lê...). Nói chung, lượng tinh bột trong các hạt ngũ cốc nhiều hơn trong các loại khác.

View more

Đồng đẳng

Những hợp chất hữu cơ có thành phần có thành phần phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm nguyên tử nhất định nhưng có tính chất hóa học tương tự nhau gọi là những chất đồng đẳng. Nói rõ hơn, những chất đồng đẳng tuy có thành phần khác nhau những nhóm nguyên tử nhất định nhưng vì có cấu tạo tương tự nhau nên chúng có tính chất hóa học cũng tương tự nhau.

View more

Hidroxit lưỡng tính

Hidroxit lưỡng tính là hidroxit khi tan trong nước vừa có thể phân li như axit, vừa có thể phân li như base

View more

Cân bằng hóa học

Trong phản ứng hóa học, khái niệm cân bằng hóa học dùng để chỉ trạng thái của phản ứng thuận nghịch mà tại đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. Ở trạng thái cân bằng, không phải là phản ứng dừng lại mà phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn diễn ra nhưng với tốc độ bằng nhau. Điều này có nghĩa là trong một đơn vị thời gian: nồng độ các chất phản ứng giảm đi bao nhiêu theo chiều thuận lại được tạo ra bấy nhiêu theo phản ứng nghịch. Do đó, cân bằng hóa học là cân bằng động.

View more

Phẩm màu hữu cơ

Một chất nếu chỉ hấp thụ bức xạ ở vùng tử ngoại thì là chất không màu. Nếu chất hấp thụ ở vùng khả kiến thì cso màu. Khi trong phân tử có hệ liên hợp càng rộng thì bức sóng lớn nhất càng chuyển về phía sóng dài (tức là về vùng khả kiến). Vì thế, để tạo ra các chất màu làm đẹp cho cuộc sống, cần phải tổng hợp ra các hợp chất có hệ liên hợp rộng và có những yếu tố làm tăng cường sự liên hợp đó.

View more
Xem tất cả khái niệm hoá học

Interesting facts about chemistry you may not know

Interesting facts about hydrogen - the lightest element in the periodic table.

Hydrogen is the first element in the periodic system table. Hydrogen is known to be the lightest of all, the most abundant in the Universe, the essential element for life

View more

Interesting facts about helium

Helium is the first rare gas element in the periodic system table. In the Universe, it ranks second in abundance after elemental hydrogen.

View more

Interesting facts about lithium

Lithium is the alkali metal element, located in the third cell in the periodic table system. Lithium is the lightest of all solid metals and can cut a knife.

View more

Interesting Facts About Beryllium

Beryllium is the lightest alkaline earth metal. Beryllium is found in precious stones such as emeralds and aquamarine. Beryllium and its compounds are both carcinogenic.

View more

Interesting Facts About Carbon

Carbon is the non-metallic element in the sixth cell in the periodic system table. Carbon is one of the most important elements in all life, it is also known as the back.

View more