Dusičnan amonný

Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox - chemická sloučenina Dusičnan amonný (chemický vzorec NH₄NO₃) je bílá krystalická anorganická sůl kyseliny dusičné a amoniaku. Je také známý pod názvem ledek amonný. Jedná se o významnou průmyslovou chemikálii, která má dvě hlavní oblasti využití: jako vysoce účinné dusíkaté hnojivo v zemědělství a jako klíčová složka mnoha průmyslových výbušnin.

Jeho dvojí povaha – prospěšná pro růst plodin a zároveň nebezpečná kvůli svému explozivnímu potenciálu – z něj činí jednu z nejvíce regulovaných a sledovaných chemických látek na světě. Je vysoce rozpustný ve vodě a silně hygroskopický, což znamená, že pohlcuje vzdušnou vlhkost.

📜 Historie

Dusičnan amonný poprvé syntetizoval v roce 1659 německý chemik Johann Rudolf Glauber. V té době však pro něj neexistovalo žádné významné využití. Jeho průmyslový význam dramaticky vzrostl na počátku 20. století s rozvojem dvou klíčových chemických procesů:

1. Haber-Boschův proces (vyvinutý v letech 1909–1913) umožnil průmyslovou syntézu amoniaku (čpavku) ze vzdušného dusíku a vodíku. 2. Ostwaldův proces (patentovaný v roce 1902) umožnil efektivní výrobu kyseliny dusičné oxidací amoniaku.

Kombinací produktů těchto dvou procesů bylo možné vyrábět dusičnan amonný ve velkém měřítku. Během první a druhé světové války byl masivně využíván pro výrobu munice a výbušnin. Po druhé světové válce se obrovské výrobní kapacity přesunuly k produkci dusíkatých hnojiv, což přispělo k tzv. Zelené revoluci a výraznému zvýšení zemědělské produkce po celém světě.

⚙️ Výroba

Průmyslová výroba dusičnanu amonného je založena na přímé acidobazické reakci mezi amoniakem (zásada) a kyselinou dusičnou (kyselina).

NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃

Tato reakce je silně exotermická, což znamená, že se při ní uvolňuje velké množství tepla. V průmyslových reaktorech se toto teplo využívá k výrobě páry, která pohání další části výrobního procesu, čímž se zvyšuje energetická účinnost.

Výsledný roztok dusičnanu amonného (typicky o koncentraci kolem 83 %) se dále zahušťuje odpařováním vody. Konečný produkt je pak formován do malých porézních kuliček (granulí) nebo pelet, které jsou stabilnější a lépe se s nimi manipuluje. Tyto granule se často potahují protispékavými látkami, aby se zabránilo jejich sléhání vlivem absorbované vlhkosti.

⚛️ Vlastnosti

🔬 Fyzikální vlastnosti

Dusičnan amonný je bílá krystalická látka bez zápachu. Je velmi dobře rozpustný ve vodě; jeho rozpouštění je silně endotermické, což znamená, že roztok se výrazně ochladí. Této vlastnosti se využívá v jednorázových chladicích sáčcích.

Je to polymorfní látka, což znamená, že existuje v několika různých krystalových strukturách v závislosti na teplotě a tlaku. Přechody mezi těmito fázemi způsobují změny objemu, což může vést k rozpadu granulí při cyklických změnách teploty během skladování.

• Hustota: 1,725 g/cm³
• Teplota tání: 169,6 °C
• Rozpustnost ve vodě: 150 g/100 ml při 20 °C

🧪 Chemické vlastnosti

Chemicky je dusičnan amonný relativně stabilní za běžných teplot. Jeho nejdůležitější vlastností je však jeho tepelný rozklad. V závislosti na teplotě probíhá rozklad různými způsoby:

• Pod 200 °C: Rozkládá se na oxid dusný (N₂O, "rajský plyn") a vodu.

  NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O

• Nad 250 °C: Při rychlém zahřátí nebo v uzavřeném prostoru dochází k explozivnímu rozkladu na dusík (N₂), kyslík (O₂) a vodu.

  2NH₄NO₃ → 2N₂ + O₂ + 4H₂O

Tato druhá reakce je základem jeho využití jako výbušniny. Dusičnan amonný je silné oxidační činidlo, protože při rozkladu uvolňuje kyslík, který může intenzivně podporovat hoření jiných materiálů.

💡 Využití

🌱 Zemědělství

Přibližně 90 % celosvětové produkce dusičnanu amonného se používá jako hnojivo. Je jedním z nejkoncentrovanějších zdrojů dusíku pro rostliny, obsahuje ho přibližně 34 %. Jeho výhodou je, že poskytuje dusík ve dvou formách, které mohou rostliny přijímat:

• Amonný iont (NH₄⁺): Uvolňuje se pomaleji a je vázán na půdní částice.
• Dusičnanový iont (NO₃⁻): Je okamžitě dostupný pro rostliny, ale je také náchylnější k vyplavování z půdy.

Často se používá v směsných hnojivech typu NPK (dusík, fosfor, draslík).

💥 Výbušniny

Dusičnan amonný je klíčovou složkou mnoha průmyslových trhavin. Sám o sobě je poměrně málo citlivý na iniciaci, proto se pro praktické použití míchá s různými palivy, která zvyšují jeho brizanci a citlivost.

Nejznámější směsí je ANFO (Ammonium Nitrate/Fuel Oil), která se skládá z přibližně 94 % granulovaného dusičnanu amonného a 6 % motorové nafty (nebo jiného topného oleje). ANFO je levná a bezpečná trhavina, která se masivně používá v hornictví, lomech a při stavebních pracích.

Kvůli snadné dostupnosti byl dusičnan amonný bohužel zneužit i při výrobě improvizovaných výbušných zařízení (IED) teroristickými skupinami, například při bombovém útoku v Oklahoma City v roce 1995.

🧪 Ostatní využití

• Chladicí sáčky: Využívá se jeho endotermického rozpouštění ve vodě pro jednorázové chladicí obklady.
• Výroba oxidu dusného: Kontrolovaným tepelným rozkladem se vyrábí oxid dusný (rajský plyn) pro lékařské a průmyslové účely.
• Pyrotechnika: V omezené míře se používá jako oxidační činidlo v některých pyrotechnických složích.

⚠️ Bezpečnost a rizika

Přestože je dusičnan amonný při správné manipulaci relativně bezpečný, jeho nesprávné skladování nebo vystavení extrémním podmínkám může vést ke katastrofickým následkům.

🔥 Požární a explozivní riziko

Samotný dusičnan amonný není hořlavý. Jako silný oxidant však může prudce zintenzivnit požár hořlavých materiálů a zabránit jeho uhašení běžnými metodami. Při vysokých teplotách, zejména v uzavřeném prostoru nebo při kontaminaci určitými látkami (např. organickými materiály, kovy, chloridy), může dojít k jeho detonaci.

💥 Katastrofy a nehody

Historie je poznamenána několika tragickými explozemi spojenými s dusičnanem amonným:

• Oppau, Německo (1921): Exploze asi 450 tun směsi dusičnanu amonného a síranu amonného v závodě BASF. Odhaduje se, že zemřelo 500–600 lidí. Příčinou bylo použití malých náloží dynamitu k rozbití ztvrdlé směsi.
• Texas City, USA (1947): Požár na lodi SS Grandcamp, která převážela asi 2300 tun dusičnanu amonného, vedl k masivní explozi, která zničila přístav a velkou část města. Zemřelo téměř 600 lidí.
• Toulouse, Francie (2001): Exploze ve skladu továrny na hnojiva AZF, kde bylo uskladněno 200–300 tun dusičnanu amonného. Zahynulo 31 lidí a tisíce byly zraněny.
• Bejrút, Libanon (2020): Jedna z největších ne-jaderných explozí v historii. Explodovalo přibližně 2750 tun dusičnanu amonného, který byl po léta nesprávně skladován v přístavním skladu. Exploze zabila více než 200 lidí, zranila tisíce a způsobila devastaci velké části města.

📦 Skladování a manipulace

Kvůli těmto rizikům podléhá výroba, skladování a přeprava dusičnanu amonného přísným mezinárodním i národním předpisům. Klíčové zásady bezpečného skladování zahrnují:

• Skladování v dobře větraných, ohnivzdorných budovách.
• Oddělení od hořlavých materiálů, kapalin, kyselin, chloridů a zdrojů tepla.
• Zabránění kontaminaci a sléhání materiálu.
• Používání zařízení a nástrojů, které nevytvářejí jiskry.

🧑‍🔬 Pro laiky

Představte si dusičnan amonný jako látku se dvěma naprosto odlišnými tvářemi, podobně jako postava Dr. Jekylla a pana Hyda.

• Dr. Jekyll (Pomocník): V této podobě je to skvělé hnojivo. Rostliny ho milují, protože jim dodává dusík, který je pro ně jako hlavní jídlo. Díky němu máme bohatší úrodu a více jídla. V této formě, když se s ním zachází správně, je to obrovský pomocník pro celé lidstvo. Když si v lékárně koupíte chladicí sáček, který po zmáčknutí začne studit, je to také on – jeho "hodná" vlastnost, že při rozpouštění ve vodě odebírá teplo z okolí.

• Pan Hyde (Ničitel): Pokud se ale dusičnan amonný dostane do špatných podmínek – například se přehřeje v uzavřeném prostoru, smíchá se s naftou nebo je něčím znečištěn – probudí se v něm jeho druhá, destruktivní povaha. Stane se z něj extrémně silná výbušnina. Není to tak, že by hořel, ale při výbuchu se bleskově rozloží a uvolní obrovské množství plynů, které vytvoří masivní tlakovou vlnu. Právě tato "špatná" tvář byla příčinou obrovských katastrof, jako byl například výbuch v přístavu v Bejrútu.

Klíčem je tedy respekt a správné zacházení. Dokud je v bezpečí a používán k určenému účelu, je to užitečný sluha. Pokud se ale jeho síla podcení, stává se z něj zlý pán.

⏰ Tento článek je aktuální k datu 21.12.2025