Loading article…
 | |
 | |
 | |
| 名前 | |
|---|---|
| IUPAC名 硝酸アンモニウム | |
| 識別子 | |
| |
3Dモデル（JSmol） |
|
| チェビ |
|
| ケムブル |
|
| ケムスパイダー |
|
| ECHAインフォカード | 100.026.680 |
| EC番号 |
|
PubChem CID |
|
| RTECS番号 |
|
| ユニ |
|
| 国連番号 | 0222 –可燃性物質含有量 > 0.2% 1942 –可燃性物質含有量 ≤ 0.2% 2067 –肥料2426 –液体 |
CompToxダッシュボード（EPA） |
|
| |
| |
| 物件 | |
| NH₄NO₃ | |
| モル質量 | 80.043 g/mol |
| 外観 | 白色結晶性固体 |
| 密度 | 1.725 g/cm³ ( 20 °C) |
| 融点 | 169.6 °C (337.3 °F; 442.8 K) |
| 沸点 | 約210 ℃（410 °F、483K ）で分解する |
| 吸熱反応118 g/100 ml (0 °C) 150 g/100 ml (10 °C) 192 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 ] | |
磁化率（χ） | −33.6 × 10 −6 cm 3 /mol |
| 構造 | |
| 斜方晶系[ 2 ] | |
| 爆発的なデータ | |
| 衝撃感度 | 非常に低い |
| 摩擦感度 | 非常に低い |
| 爆速 | 2500 m/s |
| 危険 | |
| 労働安全衛生（OHS/OSH）： | |
主な危険性 | 爆発物、酸化剤 |
| GHSラベル表示： | |
   | |
| 危険 | |
| H201、H271、H319 | |
| P220、P221、P264、P271、P280、P372 | |
| NFPA 704（防火 ダイヤモンド） | |
| 致死量または致死濃度（LD、LC）： | |
LD50 （50%用量中央値） | 2085～5300 mg/kg（ラット、マウスへの経口投与）[ 3 ] |
| 関連化合物 | |
その他の陰イオン | 亜硝酸アンモニウム |
その他の陽イオン | 硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸ヒドロキシアンモニウム |
関連化合物 | 過塩素酸アンモニウム |
 Y の検証( Y Nとは何ですか? )  インフォボックス参照 | |
硝酸アンモニウムは、化学式NH₄NO₃で表される化合物です。アンモニウムイオンと硝酸イオンからなる白色結晶塩です。水に非常に溶けやすく、固体状態では吸湿性がありますが、水和物は形成しません。主に農業において高窒素肥料として使用されています。[ 5 ]
もう一つの主要な用途は、鉱業、採石業、土木工事で使用される爆薬混合物の成分としてです。北米で使用される爆薬の80%を占める工業用爆薬ANFOの主成分であり、同様の配合は即席爆発装置にも使用されています。
多くの国では、誤用の可能性への懸念から、消費者向け用途での使用を段階的に廃止している。[ 6 ] 20世紀初頭以来、硝酸アンモニウムの偶発的な爆発により数千人が死亡している。 [ 6 ] [ 7 ] 2017年の世界の生産量は2160万トンと推定されている。[ 8 ] 2021年までに、硝酸アンモニウムの世界生産量は1670万トンに減少した。[ 7 ]
硝酸アンモニウムは、チリのアタカマ砂漠の最も乾燥した地域で、天然鉱物グウィハバイト（以前はニトラマイトとして知られていた）[ 9 ] （硝石（鉱物名：硝酸塩）[ 10 ] [ 11 ]のアンモニウム類似物）として、地表の地殻として、または他の硝酸塩、ヨウ素酸塩、ハロゲン化物鉱物と共存して産出されます。ハーバー・ボッシュ法によって大気中の窒素から硝酸塩を合成することが可能になり、硝酸塩採掘が時代遅れになるまで、硝酸アンモニウムはそこで採掘されていました。
硝酸アンモニウムの工業生産は、アンモニアと硝酸の酸塩基反応を伴う。[ 12 ]
このプロセスに必要なアンモニアは、窒素と水素からハーバー・ボッシュ法によって得られます。ハーバー・ボッシュ法で製造されたアンモニアは、オストワルド法によって硝酸に酸化されます。アンモニアは無水物（気体）の状態で使用され、硝酸は濃縮されます。この反応は発熱反応が非常に激しいため、激しい反応となります。溶液が形成された後、通常は濃度が約83%となり、余分な水分が蒸発して、グレードに応じて95%から99.9%の硝酸アンモニウム（AN）濃度（AN溶融物）になります。AN溶融物は、スプレータワーで「プリル」または小さなビーズ状に、あるいは回転ドラムで噴霧・攪拌して顆粒状に加工されます。プリルまたは顆粒は、さらに乾燥、冷却され、固結を防ぐためにコーティングされることがあります。これらのプリルまたは顆粒が、市販されている典型的なAN製品です。
もう一つの製造方法は、硝酸リン酸法の一種である。
炭酸カルシウムと硝酸アンモニウムは、それぞれ個別に精製することも、硝酸カルシウムアンモニウムとして混合して販売することもできる。
硝酸アンモニウムは複分解反応によっても合成できる。
硝酸アンモニウムは塩であるため、陽イオンであるNH₄⁺と陰イオンであるNO₃⁻の両方が化学反応に関与する可能性があります。
固体硝酸アンモニウムは加熱すると分解する。約300 ℃以下の温度では、分解によって主に亜酸化窒素と水が生成される。
高温では、次の反応が優勢となる。[ 13 ]
どちらの分解反応も発熱反応であり、生成物は気体です。特定の条件下では、暴走反応が起こり、分解プロセスが爆発的になる可能性があります。[ 14 ]詳細は§ 災害を参照してください。硝酸アンモニウムによる災害は数多く発生しており、多くの死者が出ています。
爆発雲の赤橙色は、二次反応生成物である二酸化窒素によるものである。 [ 14 ]
硝酸アンモニウムにはいくつかの結晶相が観察されている。以下は大気圧下で生じる相である。
β-斜方晶からα-斜方晶への相転移（32.3 °C）は、世界の多くの地域で常温で起こります。これらの相は密度が 3.6% 異なるため、相転移によって体積が変化します。このことによる実際的な結果の 1 つは、硝酸アンモニウムが亀裂を生じるため、固体ロケットモーターの推進剤として使用できないことです。この問題を解決するために安定化硝酸アンモニウム（PSAN）が開発され、金属ハロゲン化物安定剤が組み込まれており、密度の変動を防ぎます。[ 16 ]
硝酸アンモニウムは、NPK比率が34-0-0（窒素34%）の重要な肥料です。[ 17 ]尿素（46-0-0）より濃度は低いものの、硝酸アンモニウムはより安定しており、窒素が大気中に急速に失われることはありません。
硝酸アンモニウムは、TNTなどの爆薬や、アルミニウム粉末や燃料油などの燃料と組み合わせると、様々な性質を持つ爆発性混合物を容易に形成します。硝酸アンモニウムを含む爆薬の例としては、以下のようなものがあります。
ANFOは、硝酸アンモニウム（「AN」）94%と燃料油（「FO」）6%の混合物で、工業用爆薬として広く使用されています。[ 18 ]： 1石炭採掘、採石、金属採掘、土木建設などの、要求度の低い用途で使用されます。これらの用途では、ANFOの低コスト、比較的安全性、使いやすさといった利点が、耐水性、酸素バランス、高い爆速、小径での性能といった従来の工業用爆薬の利点よりも重要視されます。[ 18 ]： 2
硝酸アンモニウムをベースとした爆発物は、1970年のウィスコンシン州マディソンのスターリングホール爆破事件、 1995年のオクラホマシティ爆破事件、 2011年のデリー爆破事件、2011年のオスロ爆破事件、ミルマンニ爆破事件、そして2013年のハイデラバード爆破事件で使用された。
2009年11月、パキスタンのKPK州（以前はNWFPと呼ばれていた）政府は、武装勢力がこれらの化学物質を爆発物の製造に使用しているとの報告を受け、旧マラカンド管区（ NWFPのアッパー・ディール、ロウワー・ディール、スワート、チトラル、マラカンド地区を含む）で硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、硝酸カルシウムアンモニウム肥料の使用を禁止した。これらの禁止により、「安全マッチに火をつける物質である塩素酸カリウムが、反乱軍にとって好ましい爆発物として肥料を凌駕するようになった」[ 19 ] 。
硝酸アンモニウムは、水への溶解が非常に吸熱反応であるため、一部の瞬間冷却パックに使用されています。2021年、サウジアラビアのキング・アブドラ科学技術大学は、オフグリッド冷却システムおよび冷媒として硝酸アンモニウムを水に溶解する可能性を研究する実験を行いました。彼らは、厳しい環境下での水の無駄を避けるために、太陽エネルギーを使用して水を蒸留して再利用できると提案しました。[ 20 ]
かつては、硝酸グアニジンなどの独立して爆発する「燃料」と組み合わせて、タカタ株式会社が製造したエアバッグのインフレーターに、5-アミノテトラゾールよりも安価（だが安定性は低い）な代替品として使用されていたが、 14人が死亡したため、安全でないとしてリコールされた。[ 23 ]現在の米国での死者数は27人である。[ 24 ]
硝酸アンモニウムの保管および取り扱いに関する安全ガイドラインは多数存在します。健康と安全に関するデータは、供給業者および各国政府から入手可能な安全データシートに記載されています。 [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]
純粋な硝酸アンモニウムは燃えませんが、強力な酸化剤として、有機物（および一部の無機物）の燃焼を助長し、加速します。[ 25 ] [ 28 ] [ 29 ]可燃性物質の近くに保管してはいけません。
硝酸アンモニウムは多くの条件下で常温常圧下で安定していますが、強力な起爆薬によって爆発する可能性があります。そのため、高性能爆薬や爆破剤の近くに保管してはいけません。
溶融硝酸アンモニウムは、特に可燃物、引火性液体、酸、塩素酸塩、塩化物、硫黄、金属、木炭、おがくずなどの不適合物質で汚染された場合、衝撃や爆発に非常に敏感です。[ 30 ] [ 25 ]
塩素酸塩、鉱酸、金属硫化物などの特定の物質と接触すると、近くの可燃物に引火したり爆発したりするほどの激しい、あるいは激しい分解が起こる可能性がある。[ 31 ] [ 32 ]
硝酸アンモニウムは融解後に分解を開始し、NO x、HNO 3、NHを放出する。3とH2O。密閉空間で加熱してはいけません。 [ 25 ]分解によって生じる熱と圧力は、爆発に対する感度を高め、分解速度を速めます。爆発は 80気圧。汚染により、これを 20 気圧まで下げることができます。 [ 30 ]
硝酸アンモニウムの臨界相対湿度は30℃で59.4%です 。湿度が高すぎると、大気中の水分を吸収します。そのため、硝酸アンモニウムは密閉容器に保管することが重要です。そうしないと、大きな固形物に凝集する可能性があります。硝酸アンモニウムは、液化するのに十分な水分を吸収することができます。硝酸アンモニウムを他の特定の肥料と混合すると、臨界相対湿度を下げることができます。[ 33 ]
この物質が爆発物として使用される可能性があったため、規制措置が講じられました。例えば、オーストラリアでは、このような物質の取り扱いに関するライセンスを強制するために、2005 年 8 月に危険物規制が施行されました。[ 34 ]ライセンスは、不正使用を防止するための適切なセキュリティ対策を講じている申請者 (企業) にのみ付与されます。[ 35 ]教育や研究目的などの追加的な用途も考慮される場合がありますが、個人の使用は考慮されません。この物質を取り扱うライセンスを持つ者の従業員は、引き続き認可された担当者の監督を受ける必要があり、ライセンスが付与される前にセキュリティチェックと国家警察の身元調査に合格する必要があります。
硝酸アンモニウムは加熱すると非爆発的に亜酸化窒素 と水蒸気に分解する。しかし、爆轟によって爆発的に分解させることもできる。[ 39 ]大量の硝酸アンモニウムは、酸化を促進するため、大きな火災リスクにもなり、容易に爆轟に発展する可能性がある。爆発は珍しいことではなく、比較的軽微な事故は毎年発生しており、大規模で壊滅的な爆発もいくつか発生している。例としては、 1921年のオッパウ爆発（史上最大級の非核人工爆発の1つ）、 1947年のテキサスシティ災害、 2015年の中国の天津爆発、 2020年のベイルート爆発などがある。[ 40 ]
硝酸アンモニウムは、以下の2つのメカニズムによって爆発する可能性があります。
アウン大統領は、大統領府のツイッターアカウントに掲載された発言の中で、2,750トンの硝酸アンモニウムが安全対策なしに6年間倉庫に保管されていたことは「容認できない」とし、責任者は「最も厳しい罰」を受けることになると誓った。
