Ammonium Nitrat | |||||||||||||||
Identifikasjon | |||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
IUPAC-navn | Ammonium Nitrat | ||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||
N o ECHA | 100.026.680 | ||||||||||||||
N o EC | 229-347-8 | ||||||||||||||
N o RTECS | BR9050000 | ||||||||||||||
PubChem | 22985 | ||||||||||||||
ChEBI | 63038 | ||||||||||||||
SMIL |
[NH4 +]. [N +] (= O) ([O -]) [O-] , |
||||||||||||||
InChI |
InChI: InChI = 1S / NO3.H3N / c2-1 (3) 4; / h; 1H3 / q-1; / p + 1 InChIKey: DVARTQFDIMZBAA-UHFFFAOYSA-O |
||||||||||||||
Utseende | solid av varierende former, fargeløst til hvitt hygroskopisk pulver, i praksis litt farget | ||||||||||||||
Kjemiske egenskaper | |||||||||||||||
Brute formel | NH 4 NO 3 | ||||||||||||||
Molarmasse | 80,0434 ± 0,0016 g / mol H 5,04%, N 35%, O 59,97%, |
||||||||||||||
Fysiske egenskaper | |||||||||||||||
T ° fusjon | 170 ° C | ||||||||||||||
T ° kokende | Nedbrytes under kokepunktet ved rundt 210 ° C | ||||||||||||||
Løselighet |
1180 g L −1 ( 0 ° C , vann) 1.920 g L −1 ( 20 ° C ) |
||||||||||||||
pH | 5,43 ( sol. Aq. 0,1 M) | ||||||||||||||
Volumisk masse | 1,7 g cm −3 | ||||||||||||||
Detonasjonshastighet | ~ 1500 m s −1 (industrielt ammoniumnitrat) | ||||||||||||||
Mettende damptrykk | 1,5 kPa (sol. Aq. Lør.) | ||||||||||||||
Termokjemi | |||||||||||||||
Δ f H 0 fast | −365 kJ / mol | ||||||||||||||
Δ fus H ° | 5,86 kJ / mol ved 169,7 ° C | ||||||||||||||
C s | 139,3 J mol −1 ° C −1 til 25 ° C | ||||||||||||||
Krystallografi | |||||||||||||||
Krystallsystem | ortorombisk | ||||||||||||||
Forholdsregler | |||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||
P210, P220, P221, P264, P280, P305 + P351 + P338, P337 + P313, P370 + P378, P501,
P210 : Holdes borte fra varme / gnister / åpen ild / varme overflater. - Røyking forbudt. P220 : Oppbevares / holdes borte fra klær / ... / brennbare materialer P221 : Ta forholdsregler for å unngå blanding med brennbare materialer ... P264 : Vask ... grundig etter håndtering. P280 : Bruk vernehansker / verneklær / øyevern / ansiktsbeskyttelse. P305 + P351 + P338 : Ved øyne: Skyll forsiktig med vann i flere minutter. Fjern kontaktlinser hvis offeret bruker dem og de lett kan fjernes. Fortsett å skylle. P337 + P313 : Hvis øyeirritasjon vedvarer: Søk legehjelp . P370 + P378 : I tilfelle brann: Bruk ... til utryddelse. P501 : Kast innholdet / beholderen til ... |
|||||||||||||||
WHMIS | |||||||||||||||
VS, C : Oksidasjonsmateriale Forårsaker eller fremmer forbrenning av et annet materiale ved å frigjøre oksygen. Offentliggjøring ved 1,0% etter klassifiseringskriterier |
|||||||||||||||
NFPA 704 | |||||||||||||||
0 2 3 OKSE | |||||||||||||||
Transportere | |||||||||||||||
0222 : AMMONIUMNITRAT som inneholder mer enn 0,2 prosent brennbart materiale (inkludert organisk materiale uttrykt som karbonekvivalent), unntatt annet materiale Klasse: 1 Klassifiseringskode: 1.1D : Materialer og gjenstander med fare for masseeksplosjon er en eksplosjon som nesten øyeblikkelig påvirker nesten hele lasten). Sekundært detonerende eksplosivt stoff eller svart pulver eller gjenstand som inneholder et sekundært detonerende eksplosivt stoff, uansett uten initierings- eller drivmiddelladning, eller gjenstander som inneholder et primært eksplosivt stoff og med minst to effektive sikkerhetsanordninger. Merkelapp: 1 : Eksplosive stoffer og gjenstander
50 : oksiderende materiale (fremmer brann) FN-nummer : 1942 : AMMONIUM NITRATE inneholder ikke mer enn 0,2 prosent brennbart materiale (inkludert organisk materiale uttrykt som karbonekvivalent), unntatt annet materiale Klasse: 5.1 Klassifiseringskode: O2 : Oksiderende stoffer uten subsidiær risiko eller artikler som inneholder slike stoffer: faste stoffer; Etikett: 5.1 : Oksiderende stoffer Emballasje: Emballasje gruppe III : substanser med liten fare.
50 : oksiderende materiale (fremmer brann) UN-nummer : 2067 : AMMONI NITRATE GJødsel: homogene og stabile blandinger som inneholder minst 90% ammoniumnitrat med noe annet uorganisk materiale kjemisk inert med hensyn til ammoniumnitrat og ikke mer enn 0,2 prosent brennbart materiale (inkludert organisk materiale uttrykt som karbonekvivalent), eller blandinger som inneholder mer enn 70 prosent, men mindre enn 90 prosent ammoniumnitrat og ikke mer enn 0, 4 prosent av totalt brennbart materiale Klasse: 5.1 Klassifiseringskode: O2 : Oksiderende materialer uten subsidiær risiko eller artikler som inneholder slike materialer: faste stoffer; Etikett: 5.1 : Oksiderende stoffer Emballasje: Emballasje gruppe III : substanser med liten fare.
2071 : AMMONI NITRATE GJødsel: homogene og stabile blandinger av nitrogen / fosfat eller nitrogen / potash-type eller fullgjødsel av nitrogen / fosfat / potash-typen som inneholder ikke mer enn 70 prosent ammoniumnitrat og ikke mer enn 0, 4 prosent totalt tilsatt brennbart materiale, eller inneholder ikke mer enn 45 prosent ammoniumnitrat uten begrensning av brennbart innhold Klasse: 9 Klassifiseringskode: M11 : Andre materialer som utgjør en fare under transport, men som ikke samsvarer med definisjonen av ingen annen klasse. Merkelapp: 9 : Diverse farlige stoffer og gjenstander
59 : oksiderende materiale (fremmer brann) som spontant kan produsere en voldsom reaksjon FN-nummer : 2426 : VÆSKE AMMONIUMNITRAT (konsentrert varm løsning) som inneholder ikke mer enn 0,2 prosent brennbart materiale og hvis konsentrasjon er større enn 80 prosent Klasse: 5.1 Klassifiseringskode: O1 : Oksiderende stoffer uten subsidiær risiko eller gjenstander som inneholder slike stoffer: Væsker; Merking: 5.1 : Oksiderende stoffer
50 : oksiderende stoff (fremmer brann) UN-nummer : 3375 : AMMONIUM NITRATE, EMULSION, SUSPENSION eller GEL, brukt til fremstilling av gruveeksplosiver Klasse: 5.1 Klassifiseringskode: O1 : Oksiderende stoffer uten subsidiær risiko eller artikler som inneholder slike materialer : Væsker; Etikett: 5.1 : Oksiderende stoffer Emballasje: Emballasje gruppe II : moderat farlige stoffer;
50 : oksiderende stoff (fremmer brann) UN-nummer : 3375 : AMMONIUMNITRAT, EMULSJON, SUSPENSJON eller GEL, brukt til fremstilling av gruveeksplosiver Klasse: 5.1 Klassifiseringskode: O2 : Oksiderende stoffer uten subsidiær risiko eller artikler som inneholder slike materialer : Tørrstoffer; Etikett: 5.1 : Oksiderende stoffer Emballasje: Emballasje gruppe II : moderat farlige stoffer; |
|||||||||||||||
Enheter av SI og STP med mindre annet er oppgitt. | |||||||||||||||
Den ammoniumnitrat er en forbindelse ionisk kation ammonium og anionet nitrat med formelen N- H 4 N O 3. Det tilsvarer det naturlige vannfrie minerallegemet , av ortorhombisk nett, kalt av mineraloger " nitrammitt ".
Det er også tidligere ammoniumnitrat , fremstilt industrielt fra den XX th tallet av en blanding av ammoniakk og salpetersyre , to derivater potensialet av kjemisk syntese gassen ammoniakk . Den kommer i form av et pulver som er veldig løselig i vann.
Det brukes hovedsakelig som en ingrediens i enkle nitrogengjødsel (hovedsakelig " ammonitrater ") eller forbindelser (kjent som NP-, NK- eller NPK-gjødsel ). Det er også et kraftig eksplosivt middel.
Det er et krystallinsk stoff, ganske hygroskopisk og luktfritt som har en tendens til å agglomerere i klumper. Det kan selges som en 50% og 95% masseløsning.
Dens oppløsning i vann, hvis løselighet øker med temperaturen, er en endoterm prosess .
NH 4 NO 3 (s) → NH 4 + (aq) + NO 3 - (aq)Da varmen fra oppløsningen er omtrent 6,2 kcal / mol ( 26 kcal / mol ), er det som vanligvis brukes i kjølemiddelblandinger som muliggjør at kjøleenhet en lav driftstemperatur på -17 ° C .
Fem allotrope former har blitt observert:
Denne kompakte og lite stabil fast pulver dekomponerer ved høy temperatur , under frigjøring av varme og dannelse av gassformede produkter , derav den eksplosive natur av denne spaltning. Under 300 ° C produserer nedbrytningen hovedsakelig lystgass og vann:
NH 4 NO 3 → N 2 O + 2 H 2 OVed høyere temperatur dominerer reaksjonen nedenfor:
NH 4 NO 3 → N 2 + 1 ⁄ 2 O 2+ 2H 2 OUnder visse forhold fører det faktum at begge reaksjonene er eksoterme og har gassformige produkter, til reaksjonen påkjørt og nedbrytningsprosessen blir eksplosiv. Dette har ført til mange katastrofer tidligere (se artikkelen Liste over utilsiktede eksplosjoner som involverer ammoniumnitrat for detaljer) . For å unngå eksplosjon lagres industrielt ammoniumnitrat i form av en blanding med inerte fyllstoffer , for eksempel kritt eller pulverisert kalsitt , noen ganger dolomitt , leire , marmel når det gjelder gjødsel .
Ammoniumnitrat er en sterk oksidasjonsmiddel , det oksyderer lett metaller som bly og sink . Reaksjonen med kobber kan skrives:
NH 4 NO 3 , vandig + Cu metall → Cu (NO 3 ) 2 , vandig + 2NH 3 vandig + N 2 gassen som utvikles eller oppløses i vannet i mediet + 3 H 2 ODet kan reagere varmt med formalin for å gi eksplosivt metylammoniumnitrat (in) , i henhold til en radikal mekanisme .
NH 4 NO 3 + CH 2 O → CH 3 NH 3 + NO 3 - + O toI virkeligheten oksyderes formalin.
Det kan også reagere varmt med cellulose eller stivelse .
Dette er grunnen til at metalliske urenheter som kobber, ammoniumklorid eller salmiak , klorerte derivater eller visse andre reduserende eller potensielt reduserende kjemiske stoffer som hydrokarboner eller merkaptaner som kan forurense det, til og med fyringsolje eller enkel emballasje. til dens hygroskopiske natur, akselerere nedbrytningen allerede mulig fra 185 ° C . For eksempel etter fordampende nedbrytning:
NH 4 NO 3 fast → N 2 O gass + 2 H 2 OVann dampDet er veldig løselig i ammoniakk , løselig i aceton . Det er mindre i alkoholer. For eksempel, bare 17,1 g i 100 g av ren metanol, og 3,8 g i en vann / etanolblanding blir ved 95 volum-% oppløst ved 20 ° C ..
Den er laget ved bobling av ammoniakkgass (reduksjonsprodukt av nitrogen ved hjelp av Haber-Bosch-prosessen ) via salpetersyre . Det er forskjellige prosesser som Fauser, Krupp Uhde, UCB, Stamicarbon, Norsk hydro, Stengel, AZF Atofina i henhold til forskjellige metoder, inkludert å oppnå nøytralisering av løsningene, deretter konsentrert for å fremme utfelling av det sammensatte salt, tørking og granulering. .
Den må lagres og håndteres med strenge forholdsregler.
Regulerings- og arbeidssikkerhetskontoret til Landbruks- og fiskeridepartementet og Union of Fertilization Industries (UNIFA) har utarbeidet et teknisk ark med tittelen "Forebygging av yrkesrisiko ved lagring og bruk av gjødsel. Ammoniumnitratfaststoffer" .
Rent ammoniumnitrat brenner ikke, men som en sterk oksidasjonsmiddel fremmer og akselererer forbrenningen av organisk materiale (og noe uorganisk materiale). Det skal ikke lagres i nærheten av brennbare stoffer.
Selv om ammoniumnitrat er stabilt ved omgivelsestemperatur og trykk under mange forhold, kan det detonere fra en tung grunnladning. Den skal ikke lagres i nærheten av høyeksplosiver.
Smeltet ammoniumnitrat er veldig følsomt for støt og detonasjon, spesielt hvis det er forurenset med inkompatible materialer som drivstoff, brennbare væsker, syrer, klorater, klorider, svovel, metaller, trekull og sagflis.
Kontakt med visse stoffer som klorater, mineralsyrer og metallsulfider kan forårsake rask eller til og med voldsom nedbrytning som kan antenne nærliggende brennbare materialer eller få dem til å eksplodere.
Ammoniumnitrat begynner å spaltes etter at det smelter, og frigjør NO x , HNO 3 , NH 3 og H 2 O. Det skal ikke varmes opp i et trangt rom. Varmen og trykket som følge av nedbrytningen øker følsomheten for detonasjonen og akselererer nedbrytningen. Detonasjon kan forekomme ved 80 atmosfærer. Forurensning kan redusere denne verdien til 20 atmosfærer.
Ammoniumnitrat har en kritisk relativ fuktighet på 59,4%, over hvilken den absorberer fuktighet fra atmosfæren. Det er derfor viktig å oppbevare ammoniumnitrat i en tett lukket beholder. Ellers er det en risiko for at den agglomererer til en stor solid masse. Ammoniumnitrat kan absorbere nok fuktighet til å flytende. Blanding av ammoniumnitrat med visse andre gjødsel kan redusere den kritiske relative fuktigheten.
I følge en undersøkelse utført av Le Canard enchaîné i august 2020 anslår departementet for økologisk overgang at en ulykke lik den som skjedde i Beirut i begynnelsen avaugust 2020 er veldig usannsynlig i Frankrike fordi Frankrike har vedtatt noen av de strengeste regelverkene i Europa.
Hundre og åtte Seveso- klassifiserte nettsteder er oppført, inkludert 16 med mer enn 2500 tonn.
I følge Le Canard indikerer georisques.fr-området imidlertid også at det er 225 steder som inneholder mer enn 550 tonn ammoniumnitrat, inkludert 180 steder som inneholder mer enn 1250 tonn, derfor underlagt autorisasjon.
I tillegg sørger et stort antall nettsteder for lagring av mindre mengder, uten noen erklæringsplikt. Dette er særlig landbrukskooperativer .
Nettmediet Reporterre undersøkte i 2018 Ottmarsheim- kooperativet som ble rapportert av en varsleren. Sistnevnte hadde rapportert om lagringsproblemer på stedet, også i umiddelbar nærhet av Rhinkanalen.
I september 2020 etterlyste et valgt medlem av den kommunale opposisjonen til Melun mobilisering av innbyggere for å be om mer informasjon om gjødsel lagret av landbrukssamvirket Valfrance i Vaux-le-Pénil , som lagrer mer enn fire tusen tonn nitrogengjødsel. I tillegg spør nestleder Mathilde Panot på vegne av hennes politiske gruppe, en parlamentarisk undersøkelseskommisjon om lagring av ammoniumnitrat.
Ammoniumnitrat er spesielt direkte involvert i eksplosjoner:
De nitrogengjødsel er kraftige kilder for spredning av nitrogenholdige molekyler som ofte allied til primær forurensning fra forbrenning fra industri eller trafikk, gjendannes via gassfasen av de sekundære partikler forurensende svarende til hoved gjødsel, ammoniumsulfat og ammoniumnitrat. Disse sistnevnte sekundære partiklene er i flertall under vårforurensningstopper , som er desto viktigere i den tørre perioden.
Toksisiteten til ammonitrat er fortsatt dårlig forstått. Noen ganger kunne det dempes, noen ganger forsterket av det faktum at, som de fleste nitratsalter (av kalium, natrium), er ammonitrat svært løselig i vann (som muliggjør rask fortynning, men også forurensning. Rask vekst av vannorganismer eller vann).
Under visse forhold (i et surt miljø og derfor i magen eller i visse naturlig sure våtmarker), nitritter (NO 2- ) er dannet av nitrater.
Ammoniumnitrat er irriterende og giftig for mennesker, toksisiteten vurderes å være akutt lav i henhold til gjeldende modeller, men den forblir mye mer effektiv på en kronisk og målrettet måte. Innånding av støvet forårsaker alvorlig irritasjon av luftveiene; kontakt med hud og slimhinner kan forårsake alvorlig irritasjon. Ved kronisk og langvarig eksponering forårsaker det svakhet, tretthet og hyppig hodepine.
Det er ikke åpenbart at mennesket alltid har absorbert en ikke ubetydelig mengde nitrater, spesielt via visse grønnsaker eller salater fulle av nitratgjødsel. I dag bruker han rundt 50 til 100 mg (200 til 400 mg for vegetarianere) via grønnsaker, vann (eller andre drikker som inneholder dem) og til slutt via kjøtt og fisk.
I følge biokjemiske og hematologiske vurderinger foretatt av arbeidstakere på fabrikker eller nitratlagringskomplekser, hos friske voksne, virker toksisiteten til lave doser lav, selv i tilfelle gjentatt eller lang eksponering, bortsett fra hyppig utseende ( f.eks: 50% av 45 ansatte fulgte) av urinbetennelse . Likevel fører permanent eksponering (via inhalasjon av nitratderivater) på lang sikt til nyretoksisitet, med utseende av leukocytter og blod i urinen , et problem som ikke kan påvises ved blodprøver som ikke viser unormalt serum biokjemisk. parametere.
Den laboratorie rotte eksponert (ved inntak) i tre uker i høyere doser av ammoniumnitrat (200, 400 og 600 mg / kg kroppsvekt), men oppviser hurtig biokjemisk og hematologisk reaksjon med:
Detoksifisering eksisterer, en indikasjon på er reduksjonen i nivået av glutation i avgiftningsorganene som lever , nyrer , milt og tarm (et fenomen også observert i testiklene hos eksponerte mannlige laboratorierotter).
Indirekte rusmarkører kan være serumglutation og metemoglobin .
I seg selv anses den akutte toksisiteten til nitration å være lav, men nitritten den danner i kroppen er giftig (transformerer hemoglobin til metemoglobin som hindrer blodets oksygenbærende funksjon.
Over en viss dose er ammonitrat giftig for såkalte “høyere” planter, og toksisiteten er studert i andre modellorganismer eller potensielle bioindikatorer (paramecia, mosser, lav); denne toksisiteten resulterer i de fleste arter i redusert vekst, mindre blader og forsinket utvikling av rotsystemet. I større doser vises symptomer på klorose og kan føre til at planten dør.
Toksisiteten til ammoniumionen for planter er fortsatt ufullstendig forstått; det tilskrives vanligvis en synergistisk effekt som kombinerer:
En god mykorrhisering ser ut til å forbedre reguleringen av absorpsjonen av de forskjellige nitrogenformene av trær, og reduserer derfor deres stress under forhold med nitrogenforurensning eller stress av overflødig ammoniumioner.
Når et vassdrag krysser et jordbruksbasseng eller blir født der, kan det bli lastet med nitrater (fra kilden noen ganger) og bli eutrofisk . Kanskje også på grunn av plantevernmidlene som ofte er forbundet med nitrater, fører dette ofte til tilstopping av sanden eller grusunderlaget som er ettertraktet av noen fisk for å legge egg. Disse biogeokjemiske forholdene bidrar til anoksia i substratet, og til en ny produksjon av nitritter og ammonium i selve substratet. Avhengig av konsentrasjonene som ofte finnes i Frankrike ( 15 til 60 mg / l ), kan det opprettes et kjedefenomen og fôring i et slikt substrat etter at laksefisken er lagt: eggene (mange skal dø) og larvene som dør, øke nitratnivået i underlaget som igjen forverrer dødeligheten av laksefisk som er gravlagt under grus. Selv om voksen laks i naturen ofte døde i millioner hvert år etter gyting, ble kroppene deres delvis fort forbrukte av piscivorous eller rensende dyr, eller de ble badet i vann som ikke var fylt med nitrater, og kanskje forurenset mindre. Substratet enn de døde larvene. som spaltes der. “Nitrittinnholdet forklarer en del av dødeligheten, spesielt når oksygenkonsentrasjonen er lav, noe som observeres i skifer . På den annen side er ammoniakkinnholdet for lavt til å påvirke overlevelsen . Nivåene av nitritt og ammonium varierer i henhold til de interstitielle avdelingene og varierer sterkt avhengig av sedimentets natur ( "partikkelstørrelse og innhold av organisk materiale" ).
Noen arter vil virke mer sårbare, spesielt for arter med vannlevende larver er som amfibier som også viser sårbare for lave doser ammoniumklorid , ammoniumsulfat og natriumnitrat (med variasjoner i følsomhet i henhold til arten som blir vurdert). Den dødelige dosen for de mest følsomme stadiene (egg, tadpole ) kan nås i vann som har rømt (eller sirkulert i jordbruksavløp ) "tilstrekkelig" i lang tid i et gjennomsnittlig landbruksbasseng.
Ettersom ammoniumnitrat ikke absorberes fullstendig av planter, men er løselig i vann, renner det av, noe som forårsaker eutrofiering av følsomme naturlige miljøer . Den tilsynelatende lette og økonomiske fordelen ved massiv påføring av kjemisk gjødsel bidrar til å forsømme organisk gjødsling (gjødsel, slam, kompost, avlinger), noe som fører til et underskudd i jordliv og en reduksjon i humus. Nitrogenet i importert fôr kommer ikke tilbake til territoriene der det ble produsert. Den nitrogensyklusen forstyrres globalt. Funksjonen til absorpsjon av klimagasser i jorden er kompromittert.
Ved temperaturer under 170 ° C eksisterer atmosfæriske partikler av ammoniumnitrat i likevekt med ammoniakk og gassformig salpetersyre. Prosessen er beskrevet av følgende reversible reaksjon:
NH 3 (g) + HNO 3 (g) ↔ NH 4 NO 3 (s, aq)Reaksjonens retning og tilstanden til ammoniumnitrat avhenger av temperatur og relativ fuktighet (deliquescens fuktighet som en funksjon av temperatur). Den Dissosiasjonskonstanten ( K p ) av ammoniumnitrat er lik produktet av partialtrykkene av ammoniakk og salpetersyre gasser ved likevekt. Dissosiasjonskonstanten ( K p ) av ammoniumnitrat er uttrykt i ppb 2 , det bare er avhengig av temperaturen.
Det er flere uttrykk for dissosiasjonskonstanten av rent ammoniumnitrat, inkludert:
med T : temperatur i Kelvin (K).