موارد مصرف نیترات آمونیوم چیست؟ آیا برای سوخت موشک است؟
آمونیوم نیترات (NH₄NO₃) یک ترکیب شیمیایی سفید رنگ به صورت جامد یا پودر است که در آب به راحتی حل می شود و به عنوان کود شیمیایی، ماده اولیه مواد منفجره و حتی در ساخت برخی از ترکیبات سوخت موشکی کاربرد دارد. در ادامه به طور کامل با این ماده، تاریخچه، خواص، کاربردها و خطرات آن آشنا می شویم.
تاریخچه کشف نیترات آمونیوم
کشف نیترات آمونیوم به قرن ۱۳ میلادی توسط دانشمندان عرب بازمی گردد. در سال ۱۶۴۶، یوهان رودولف گلبرشت، نیترات آمونیوم را به عنوان یک ترکیب جداگانه شناسایی کرد. سپس نیکلاس لوئی فرانسوا دو لاکلو، خواص انفجاری آن را در سال ۱۷۹۹ اثبات کرد. در نهایت جیمز مونرو آمونس در سال ۱۸۶۷ روش صنعتی تولید آمونیوم نیترات را ابداع نمود.
آمونیوم نیترات باز است یا اسید؟
آمونیوم نیترات از ترکیب یک اسید قوی (اسید نیتریک) و یک باز ضعیف (آمونیاک) تشکیل شده است. بنابراین محلولی که آمونیوم نیترات در آب ایجاد می کند، خاصیت اسیدی ضعیف دارد.
ساختار آمونیوم نیترات
ساختار این ترکیب شامل دو یون آمونیوم (+NH₄) و یک یون نیترات (-NO₃) است. این ساختار باعث شده نیترات آمونیوم به شدت در آب محلول و در برابر حرارت و ضربه حساس باشد.
خواص فیزیکی و شیمیایی آمونیوم نیترات
| ویژگی | مقدار |
|---|---|
| فرمول شیمیایی | NH₄NO₃ |
| جرم مولکولی | 80.06 گرم بر مول |
| ظاهر | جامد سفید یا بی رنگ |
| نقطه ذوب | 169.6 درجه سانتی گراد |
| چگالی | 1.72 گرم بر سانتی متر مکعب |
| حلالیت در آب | 125g در 100ml آب در دمای 20°C |
| pH محلول | حدود 8.5 |
واکنش های شیمیایی آمونیوم نیترات
- واکنش با آب: محلول اسیدی ضعیف ایجاد می کند.
- واکنش با اسیدها و بازها: تولید نیترات ها و آمونیاک
- واکنش با سوخت های آلی: در ترکیب با کربن موجب انفجار می شود!
روش تولید آمونیوم نیترات
1. روش آمونیاک-اسید
معمول ترین روش صنعتی؛ ترکیب آمونیاک با اسید نیتریک:
NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃
2. روش آمونیاک-نمک نیترات
ترکیب آمونیاک با نمک نیترات (مثلا نیترات سدیم) نیز نیترات آمونیوم تولید می کند:
NH₃ + NaNO₃ → NH₄NO₃ + NaOH
کاربردهای نیترات آمونیوم
کاربرد در کشاورزی
آمونیوم نیترات یکی از پرکاربردترین کودهای ازته در کشاورزی است و به آسانی جذب گیاهان می شود.
کاربرد در صنعت
در صنایع، به عنوان ماده اولیه تولید مواد منفجره صنعتی و همچنین در تصفیه آب و صنایع شیمیایی کاربرد دارد.
کاربرد در ساخت و ساز
آمونیوم نیترات به عنوان افزودنی در بتن و سیمان برای افزایش مقاومت به خوردگی استفاده می شود.
آیا نیترات آمونیوم برای سوخت موشک استفاده می شود؟
بله! نیترات آمونیوم در ترکیب برخی سوخت های موشکی جامد استفاده می شود. این ماده به دلیل توانایی تولید اکسیژن، موجب تسریع احتراق در سوخت های فضایی و موشکی می شود.
مضرات نیترات آمونیوم و خطر انفجار
اگرچه نیترات آمونیوم به خودی خود مستعد انفجار نیست، اما در صورت قرار گرفتن در معرض حرارت شدید، فشار یا ضربه می تواند واکنش انفجاری شدیدی داشته باشد. حوادث مشهوری مانند انفجار بیروت ۲۰۲۰ ناشی از نگهداری نامناسب حجم بالایی از این ماده بوده است.
نحوه نگهداری نیترات آمونیوم
برای کاهش خطر انفجار:
- در محیط خشک و خنک نگهداری شود.
- دور از مواد قابل احتراق و مواد شیمیایی ناسازگار باشد.
- ظروف کاملاً بسته و مقاوم به رطوبت استفاده شود.
- مخازن در برابر ضربه و فشار ایمن باشند.
ظروف و بسته بندی نیترات آمونیوم
ظروف مخصوص بسته بندی نیترات باید مقاوم در برابر نفوذ آب، حرارت و ضربه باشند (اغلب پلاستیکی یا فلزی). همچنین هر بسته باید دارای برچسب ایمنی کامل باشد.
بازار جهانی نیترات آمونیوم
بازار جهانی نیترات آمونیوم در سال ۲۰۲۲ حدود ۲۰۰ میلیون تن برآورد شده و پیش بینی می شود تا سال ۲۰۳۰ به ۲۷۰ میلیون تن برسد. چین، آمریکا، روسیه و هند بزرگترین تولیدکنندگان این ماده هستند.
جمع بندی
آمونیوم نیترات یک ماده بسیار پرکاربرد است که اگرچه در کشاورزی و صنعت اهمیت بالایی دارد، اما به واسطه خواص انفجاری خود، نیازمند رعایت کامل نکات ایمنی در تولید، حمل و نگهداری است. همچنین استفاده از نیترات آمونیوم در تولید برخی سوخت های موشکی جامد تایید شده است.
نظرات کاربران