Dusičnan amónny
Dusičnan amónny, triviálnym názvom liadok amónny či amóniumnitrát, je chemická zlúčenina (dusičnan amoniaku) s chemickým vzorcom NH4NO3. Pri izbovej teplote a štandardnom tlaku je to biela kryštalická látka. Je bežne používaný v poľnohospodárstve ako hnojivo s vysokým obsahom dusíka, a takisto sa používa aj ako oxidačné činidlo vo výbušninách, vrátane fugasu. Je hlavnou súčasťou veľmi známej výbušniny ANFO.
| Dusičnan amónny | |||||||
 | |||||||
 | |||||||
| Všeobecné vlastnosti | |||||||
| Sumárny vzorec | NH4NO3 | ||||||
| Synonymá | liadok amónny, amóniumnitrát | ||||||
| Vzhľad | biela kryštalická látka | ||||||
| Fyzikálne vlastnosti | |||||||
| Molárna hmotnosť | 80,0426 g/mol | ||||||
| Teplota topenia | 169,6 °C | ||||||
| Teplota varu | pribl. 210 °C | ||||||
| Hustota | 1,725 g/cm³ (20 °C) | ||||||
| Rozpustnosť | 118 g/100 ml (0 °C) 150 g/100 ml (20 °C) 297 g/100 ml (40 °C) 410 g/100 ml (60 °C) 576 g/100 ml (80 °C) 1024 g/100 ml (100 °C) [1] | ||||||
| |||||||
| Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI. Ak nie je hore uvedené inak, údaje sú za normálnych podmienok. | |||||||
Kombinácia silnej redukčnej skupiny NH4+ (dusík v oxidačnom stave -III) a silnej oxidačnej skupiny NO3- (dusík v oxidačnom stave +V) v molekule dusičnanu amónneho spôsobuje jeho nestálosť. Pri zahrievaní sa rozkladá podľa rovnice:
- NH4NO3 → N2O + 2 H2O
Tento rozklad pravdepodobne nastáva len v tavenine (nad 169,6 °C - bezvodá soľ). Reakcia je exotermická s entalpiou -36 kJ/mol. Zároveň priebeha aj druhá reakcia:
- NH4NO3 → NH3 + HNO3
Entalpia tejto endotermickej reakcie je 176 kJ/mol. Z toho vyplýva, že tavenina spotrebuje viac tepla, než ho dokáže vytvoriť. Pritom sa vzniknutá kyselina dusičná rozkladá na oxidy dusíka, čo spôsobuje červenohnedé výpary.
Chloridové ióny katalyzujú tento rozklad:
- 5 NH4NO3 → 4 N2 + 2 HNO3 + 9 H2O
Podobné katalytické účinky má i dichróman amónny, čo sa využíva v pyrotechnických zložiach.
Detonácia dusičnanu amónneho je exotermická reakcia (na rozdiel od endotermického rozkladu na oxid dusný a vodu):
- NH4NO3 → N2 + 1/2 O2 + 2 H2O
Použitie
Zahrievanie alebo akékoľvek zdroje vzplanutia môžu spôsobiť prudké horenie alebo explóziu. Dusičnan amónny reaguje s horľavými materiálmi, pričom oxiduje materiál (a sám sa redukuje), pretože je silný oxidant. Je používaný predovšetkým ako hnojivo a vo výbušninách. Dusičnany amoniaku sú tiež používané na úpravu rýchlosti detonácie iných výbušnín.
Výroba
Dusičnan amónny sa pripravuje reakciou kyseliny dusičnej a čpavku.[2]
- HNO3 + NH3 → NH4NO3.
Dusičnan amónny sa amatérsky vyrába reakciou:
- (NH4)2SO4 + 2 NaNO3 → Na2SO4 + 2 NH4NO3
- Ca(NO3)2 + (NH4)2SO4 → 2 NH4NO3 + CaSO4
Tato reakcia je silne exotermická. Pripraviť sa dá tiež reakciou AgNO3(aq) s NH4Cl(aq), pričom vzniká ako nerozpustná soľ AgCl, ktorá sa dá odfiltrovať, takže výťažok je potom pomerne vysoký.
Kryštalizačné fázy
Transformácia kryštalického stavu vzhľadom k meniacim sa podmienkam (teplota, tlak) má vplyv na fyzikálne vlastnosti dusičnanu amónneho. Boli identifikované nasledujúce kryštalické stavy:
| Systém | Teplota (°C) | Stav | Zmena obsahu (%) |
|---|---|---|---|
| - | >169,6 | kvapalina | - |
| I | 169,6 na 125,2 | kubický | +2.1 |
| II | 125,2 na 84,2 | tetragonálny | -1,3 |
| III | 84,2 na 32,3 | α-rombický | +3,6 |
| IV | 32,3 na −16,8 | β-rombický | −2.9 |
| V | −16,8 | tetragonálny | - |