硝酸铵 （多功能无机硝酸盐）

发展历史

1659年，德国化学家约翰鲁道夫格劳伯（Johann Rudolf Glauber，1604-1670）首次以氨水和硝酸为原料制备出硝酸铵。约翰鲁道夫格劳伯在1667年-1668年所作的出版物中提到了这种化合物对人类有着十分重要的作用。

1913年，在德国物理化学家弗里茨哈伯（Fritz Haber）和德国化学家卡尔博世（Carl Bosch 1874–1940）的共同努力下氨气的高压合成实现了商业化。同时，巴斯夫工厂（BASF）在德国奥波建立了第一座高压合成氨工厂，极大的促进了合成氨工业的发展。高压合成氨法的出现解决了世界氨资源主要依靠硝石、粪便和焦炭生产，且供应不足的现状。

得益于高压合成氨法的发现，为硝酸铵等含氮产品的生产获得了丰富的原料。自那以后硝酸铵的产率不断上升，被广泛的应用于肥料和炸弹行业。

晶体特点

硝酸铵晶体会随着温度变化发生改性，在169℃-125℃时为稳定的立方晶型I（ε），在84.5℃-125℃时为稳定的四方晶型II（δ），在84.5℃-32℃时为稳定的单斜晶型III（β），在32℃到-16℃时为稳定的斜方六面晶型IV（β），-16℃时为稳定的四面晶型V（α），同时也发现了晶体形态：晶型VI（高于169℃，压力高于9000kg/cm2），晶型VII（低于-170℃）

硝酸铵的一种变体向另一种变体的转变过程时可逆互变异构现象，在当硝酸铵由一种晶体向另一种变体改变的过程中伴随着放热（或吸热），同时，体积、热量、比容、热容和熵都会发生显著的变化。

理化性质

物理性质

硝酸铵室温下为无味白色正交结晶颗粒。硝酸铵极易溶于水，25℃时在水中的溶解度为213g/100g，且溶于水时吸收大量的热；还可溶于醇（甲醇和乙醇）、酸（乙酸和硝酸）、丙酮和氨（液氨、氨水）等中，不溶于乙醚，25℃时的密度为1.72g/cm³，标准大气压下的熔点为169.7°C，20°C时硝酸铵水溶液的蒸气压为2.3kPa。

与其他含氮盐类物质不同，硝酸铵具有高度吸湿性，且吸湿性与温度有很大的关系，一般随温度的升高而大幅度增大，同时由于在不同温度下，硝酸铵在水中溶解度的不同，硝酸铵具有一定的结块性。

化学性质

分解反应

硝酸铵在常温下稳定，不会发生分解反应。而在加热的条件下会发生分解。

在169℃左右加热硝酸铵时，硝酸铵会熔化分解为氨气和硝酸，反应吸收一定热量。

反应方程式为：

以下为加压中和与真空蒸发中和过程的流程图。

转化法

工艺原理

利用氮磷复合肥生产过程中的副产物Ca(NO₃)₂·H₂O与由NH₃与CO₂制备的(NH₄)₂CO₃反应制备硝酸铵。转换法原理可分为两步，第一步为碳酸铵的制备，第二步为硝酸铵的制备。

• 制备碳酸铵

其他方法

利用硫酸铵与硝酸钠或硝酸钡发生复分解反应制备硝酸铵。

• 反应原理如下

图意

氧化性

有刺激性

GHS分类:

H272(93.72%)：可能会加剧火灾；氧化剂（危险氧化性液体；氧化性固体）

H319(97.99%)：造成严重眼刺激（警告严重眼损伤/眼刺激）

H335(12.14%)：可能引起呼吸道刺激（警告特异性目标器官毒性，单次接触；呼吸道刺激）

毒性

硝酸铵的毒性如下表所示。

健康危害

• 硝酸铵燃烧分解或爆炸分解时会产生有毒的氮氧化物。

• 人吸入硝酸铵蒸汽后会刺激鼻腔和喉咙，可能会引起严重的肺充血、咳嗽和呼吸困难，引起排尿和尿酸;大量吸入会导致全身性酸中毒和血红蛋白异常。

• 硝酸铵本身毒性较低，但如果吸入其颗粒不及时吸收，它们可能会被肠道中的细菌还原为亚硝酸盐，造成硝酸盐中毒。

储存运输

• 硝酸铵通常应单独存储在具有良好通风设施的仓库中，且制成仓库的材料需不易燃烧，如混凝土、砖或钢材。

• 在储存和运输硝酸铵的过程中需要采取一定措施来避免硝酸铵污染，避免因硝酸铵产品因接触促进分解的物质和起爆剂混合造成爆炸，如包括爆炸性物质硝化纤维；非易爆可燃物质：硫、木炭、面粉；不燃物质如黄铁矿；氯盐；碳质物质；无机酸：硫酸和盐酸和常见有机污染物油脂等。因此储存仓库需尽可能的远离热源、火灾或爆炸来源，如石油储存、天然气管道、木材场、易燃液体、易燃固体和可燃材料。

• 在储存和运输硝酸铵的过程中需采取一定措施来避免硝酸铵结块。硝酸铵具有高度吸湿性潮湿的环境下易吸湿结块。因此在运输时，不宜在潮湿环境和天气时装载转运硝酸铵产品。同时，需确保储存环境干燥通风，并定期检查。

消防相关

• 硝酸铵通常情况下稳定，在加热或接触爆炸性物质、有机物质、还原性物质等会发生严重爆炸。

• 在处理有关硝酸铵的火灾事故时，需要注意佩戴正压自给式呼吸器（SCBA）和穿着特定防护服。

• 在处理有关硝酸铵火灾事故时，需要使用水灭火，不要使用干粉灭火器或泡沫灭火器。因为CO₂或哈龙只能对火灾提供有限的控制。

急救措施

• 若眼睛不小心接触硝酸铵，应立即分开眼睑用流动清水或生理盐水冲洗15分钟左右。

• 若皮肤不小心接触硝酸铵，需立即脱去被污染的衣物，避免被污染的衣物干燥时引起火灾。同时应立即用肥皂和水冲洗接触处，若有不适感，请立即送往医院就医。

• 若不小心吸入硝酸铵，应立即将人移至新鲜空气处，保持患者呼吸道畅通，要时通过需要非循环呼吸面罩帮助患者辅助通气或提供人工呼吸。

• 若不小心食入硝酸铵，如果条件合适，口服活性炭。如果可以及时给予活性炭，则少量或中度摄入后无需洗胃。