نترات الأمونيوم - NH4NO3

نترات الأمونيوم

في الكيمياء يعد مركب نترات الأمونيوم عبارة عن أحد الأملاح الأيونية، كما أنه يتكون من شقين أحدهما يتكون من كاتيون الأمونيوم (+NH4) والآخر عبارة عن أنيون النترات (-NO3)، إن الصيغة الكيميائية لهذا المركب هي NH4NO3، كما ويتميز هذا المركب برابطة أيونية بين أيون الأمونيوم وأيون النترات.

يتم تحديد موقع إلكترونات pi في أيون النترات بسبب الرنين، وصافي الشحنة على هذا الأيون هو -1 (لأن ذرة النيتروجين تحمل شحنة +1 وكل ذرة أكسجين تحمل شحنة-)، ولذلك يمكن لأيون NH4 + واحد فقط تكوين رابطة أيونية مع أيون NO3 واحد.

البيانات الكيميائية

تحضير نترات الأمونيوم

تذوب نترات الأمونيوم بسهولة في الماء عن طريق عملية التفكك في الأيونات المكونة لها، علما أن هذا الملح حمضي بطبيعته؛ وذلك لأنه مشتق من قاعدة ضعيفة (NH3) وحمض قوي (HNO3).

من الممكن تحضير NH4NO3 من خلال التفاعل الحمضي القاعدي بين كلا من حمض النيتريك والأمونيا كما في المعادلة الكيميائية الآتية:

NH₃ + HNO₃ → NH₄NO

خصائص نترات الأمونيوم

الخصائص الفيزيائية

نترات الأمونيوم هي عبارة عن مادة صلبة بلورية لها لون أبيض رمادي، وتمتلك هيكل بلوري ثلاثي الزوايا، كما أنه قابل للذوبان في الماء تمامًا، وذوبانه عند 20 درجة مئوية هو 150 جم / 100 مل، علما أنه تزداد قابلية الذوبان إلى 1024 جم / 100 مل عندما ترتفع درجة الحرارة إلى 100 درجة مئوية، انحلال NH4NO3 في H2O ماص للحرارة بدرجة عالية، وهذا المركب لديه حساسية منخفضة للغاية للصدمات والاحتكاك.

الخواص الكيميائية

عندما يتفاعل NH4NO3 مع هيدروكسيدات الفلزات القلوية تتشكل نترات الفلزات القلوية مع الأمونيا، وعند التسخين يتحلل هذا المركب ليشكل أكسيد النيتروز (N2O) والماء، وعندما ينفجر هذا المركب ينتج N2 و O2 والماء كمنتجات ثانوية، وعلى الرغم من كونها مكونًا للعديد من المتفجرات إلا أن نترات الأمونيوم ليست متفجرة بحد ذاتها، ويجب مزجه مع المتفجرات الأولية مثل أزيد لتشكيل خليط متفجر

استخدامات نترات الأمونيوم

NH4NO3 هو عبارة عن عنصر أساسي في العديد من الأسمدة المختلفة؛ وذلك لأنه غني جدًا بالنيتروجين (34٪)، علما أن سماد نترات الأمونيوم هو يعد من الأكثر الاستعمالات للمركب انتشارا، ولكنه أيضًا يمتلك بجودة شديدة التقلب وذلك يجعله مفيدًا في بعض الصناعات.

على الرغم من تطبيقاته العديدة فإنه يتم التخلص التدريجي من استخدام هذا المركب ببطء من قبل حكومات العديد من البلدان نظرًا لنطاق إساءة استخدامه، وقد كانت نترات الأمونيوم أحد المكونات الرئيسية للمتفجرات التي استخدمت في تفجيرات دلهي عام 2011 وانفجارات عام 2013 في حيدر أباد.

تستخدم نترات الأمونيوم بشكل شائع في الأسمدة، وفي تقنيات الألعاب النارية ومبيدات الأعشاب ومبيدات الحشرات وفي صناعة أكسيد النيتروز، كما ويتم استخدامه كمادة ماصة لأكاسيد النيتروجين أيضا، ومكون من مخاليط التجميد ومؤكسد في وقود الصواريخ ومغذٍ للخميرة والمضادات الحيوية.

كما أنها تستخدم في المتفجرات (خاصة كمزيج زيتي) لتفجير الصخور والتعدين، وتستخدم النترات والنتريت في علاج اللحوم وتطوير النكهة المميزة واللون الوردي ولمنع النتانة ولمنع نمو جراثيم كلوستريديوم البوتولينوم في اللحوم أو عليها.

معلومات عامة عن هيدروكسيد الأمونيوم

نترات الأمونيوم عبارة عن مسحوق بلوري متنوع في اللون من الأبيض تقريبًا إلى البني، حيث أنه يصنف على أنه مؤكسد وسوف يسرع الاحتراق عند التورط في حريق، ونترات الأمونيوم نفسها لا تحترق، ولكن عند ملامستها للمواد الأخرى القابلة للاحتراق فإنها تزيد من خطر الحريق وتدعم الحريق حتى في حالة عدم وجود O2.

عندما يتم عزل حريق أو مصدر حرارة في حاوية مغلقة من نترات الأمونيوم (على سبيل المثال الخزان أو حاوية الشحن)، يمكن أن ينتقل التفاعل إلى انفجار عنيف في ظاهرة تُعرف باسم انتقال الاحتراق إلى التفجير أو DDT.

يحدث التحلل الحراري لنترات الأمونيوم عند درجات الحرارة الأعلى من درجة 200 سليسيوس، وعلى الرغم من ذلك فإن وجود الشوائب العضوية والمعدنية يعمل على تقليل درجة الحرارة هذه.

نترات الأمونيوم هي عبارة عن مادة تفاعلية ولا تتوافق مع الكثير من المركبات الكيميائية العضوية والمركبات غير العضوية، وقد تؤدي مخاليط الفوسفات الفائقة والمواد العضوية إلى التسبب بإشعال كميات كبيرة من نترات الأمونيوم إذا تجاوزت درجة الحرارة الداخلية 90 درجة مئوية.

في الحقيقة من الممكن أن تؤدي نترات الأمونيوم المنصهرة التي تم خلطها مع مسحوق من المعادن المختلفة مثل معدن الزنك ومعدن النحاس ومعدن الرصاص ومعدن الألمنيوم إلى تفاعل شديد وعنيف، وفي بعض الأحيان يكون انفجاري، علما أن مادة نترات الأمونيوم حساسة للصدمات عند مزجها بالتيتانيوم أو القصدير أو الألومنيوم.

كما أنه سينفجر بسهولة أكبر إذا كان ملوثًا أو مختلطًا بمواد قابلة للاشتعال مثل زيت الوقود وهو الأخير المعروف باسم ANFO، ومن الممكن أيضًا أن تنفجر المخاليط المحتوية على اليوريا.

يجب أن يتم تخزين كميات كبيرة من نترات الأمونيوم في طابق واحد وبنية مخصصة جيدة التهوية وغير قابلة للاشتعال، وعندما تكون هناك تجمعات سكنية قريبة قد يكون تخزين نترات الأمونيوم في الخارج أكثر أمانًا بشرط عزلها من مصادر الحرارة أو الاحتراق أو العمل الساخن (العمليات التي تنطوي على اللهب المكشوف أو إنتاج الحرارة أو الشرر مثل اللحام).

تتضمن الحوادث التي تنفجر فيها نترات الأمونيوم عرضيًا بشكل عام إما عن حريق ينتشر في مخزون أو مادة قابلة للاحتراق تختلط مع نترات الأمونيوم أثناء الحريق.