Реферат: Аммиачная селитра
III, ромбическая
IV, ромбическая
V, тетрагональная
169.6-125,8
125,8—84,2
84.2-32.2
32.2-(-16,9)
Ниже —16,9
Система NH4NO3—Н2О (рис. 11-2) относится к системам с простой эвтектикой. Эвтектической точке соответствует концентрация 42,4% МН4МОз и температура —16,9 °С. Левая ветвь диаграммы—линия ликвидуса воды отвечает условиям выделения льда в системе НН4МОз--Н20. Правая ветвь кривой ликвидуса — кривая растворимости МН4МОз в воде. Эта кривая имеет три точки перелома, соответствующие температурам модификационных переходов NH4NO3 1=11(125,8 °С), II=III (84,2 °С) и 111 =IV (32,2 "С). Температура плавления (кристаллизации) безводной аммиачной селитры равна 169,6 °С. Она понижается с увеличением влагосодержания соли.
Зависимость температуры кристаллизации NH4NO3 (Tкрист, "С) от содержания влаги {X, %) до 1,5% описывается уравнением:
tкрист == 169,6— 13,2x (11.6)
Зависимость температуры кристаллизации аммиачной селитры с добавкой сульфата аммония от содержания влаги {X, %) до 1,5% и сульфата аммония (У, %) до 3,0% выражается уравнением [10]:
tкрист [NH4NO3+(NH4)2S04]= 169,6— 13,2Х+2,ОУ. (11.7).
Аммиачная селитра растворяется в воде с поглощением тепла. Ниже приведены значения теплот растворения (Q раств) аммиачной селитры различной концентрации в воде при 25 °С [11]:
| C (NH4NO3)% масс 59,69 47.05 38,84 30,76 22,85 15,09 2,17 |
| Qраств кДж/кг. -202,8 -225,82 -240,45 -256,13 -271,29 -287,49 -320,95 |
Аммиачная селитра хорошо растворима в воде, этиловом и метиловом спиртах, пиридине, ацетоне, жидком аммиаке .
Рис. 11-2. Диаграмма состояния системы NH 4 N 03— H 20
Терморазложение. Аммиачная селитра представляет собой окислитель, способный поддерживать горение. При нагревании ее в замкнутом пространстве, когда продукты терморазложения не могут свободно удаляться, селитра может при некоторыхусловиях взрываться (детонировать). Она может взрываться также под воздействием сильных ударов, например при инициировании взрывчатыми веществами.
В начальный период нагревания при 110°С постепенно происходит эндотермическая диссоциация селитры на аммиак и азотную кислоту:
NH4NO3 ——> NH3 + НNО3 — 174,4 кДж/моль. (11.9)
При 165 °С потеря массы не превосходит 6%/сут. Скорость диссоциации зависит не только от температуры, но и от соотношения между поверхностью селитры и ее объемом, содержания примесей и др.
Аммиак менее растворим в расплаве, чем азотная кислота, поэтому удаляется быстрее; концентрация азотной кислоты увеличивается до равновесного значения, определяемого температурой. Наличие в расплаве азотной кислоты обусловливает автокаталитический характер терморазложения.
В интервале температур 200—270 °С протекает в основном слабоэкзотермическая реакция разложения селитры на закись азота и воду:
NH4NO3 ——> N2O+ 2H20+36,8 кДж/моль. (11.10)
Заметное влияние на скорость терморазложения оказывает диоксид азота, который образуется при термическом разложении азотной кислоты, являющейся продуктом диссоциации аммиачной селитры.
При взаимодействии диоксида азота с селитрой образуются азотная кислота, вода и азот:
NH4N03 + 2NO2 ——> N2 + 2НNО3 + Н2О + 232 кДж/моль.(11.11)
Тепловой эффект этой реакции более чем в 6 раз превышает тепловой эффект реакции разложения селитры на N20 и Н20. Таким образом, в закисленной селитре даже при обычных температурах вследствие значительной экзотермической реакции взаимодействия с диоксидом азота происходит самопроизвольное терморазложение, которое при большой массе аммиачной селитры может привести к ее бурному разложению.
При нагревании селитры в замкнутой системе при 210—220 °С происходит накопление аммиака, концентрация азотной кислоты снижается, поэтому происходит сильное торможение реакции разложения Процесс терморазложения практически прекращается, несмотря на то что большая часть соли еще не разложилась. При более высоких температурах аммиак окисляется быстрее, в системе накапливается азотная кислота и реакция протекает со значительным самоускорением, что может привести к взрыву.