NH4NO3
Nitrato de amonio

Propiedades químicas

El nitrato de amonio forma cristales higroscópicos incoloros que se funden a 169,6 °C. El sólido puede estar en cinco formas de cristal polimórfico diferentes, con temperaturas de transformación de -16,9 °C, 32,3 °C, 84,2 °C y 125,2 °C. La tendencia de los cristales de nitrato de amonio a formar una torta se debe principalmente a las dos primeras transformaciones de fase cerca de la temperatura ambiente.

La transición de fase entre los polimorfos IV y III a 32,2 °C es pertinente para la manipulación y el almacenamiento de la sustancia. En las formulaciones para fertilizantes o explosivos, este comportamiento puede conducir a cambios indeseables en la morfología y por lo tanto en las propiedades. Esta transición de fase puede suprimirse mediante el dopaje con diversas sales para obtener el denominado nitrato de amonio estabilizado en fase. Las sales adecuadas pueden ser diversas sales de potasio, como el fluoruro de potasio, el cloruro de potasio, el nitrato de potasio, el carbonato de potasio, el sulfato de potasio, el rodanuro de potasio y el dicromato de potasio, que, sin embargo, deben añadirse en una proporción de 1 a 2 Ma% (porcentaje en masa). El efecto también puede lograrse con una cantidad mucho menor de 0,1 Ma% de hexacianidoferrato de potasio(II) K4[Fe(CN)6]-3H2O.

Producción

La producción industrial se lleva a cabo introduciendo gas amoníaco en el 40% de ácido nítrico o combinando la solución de amoníaco con el ácido nítrico:

HNO3 + NH3 → NH4NO3

Use

El nitrato de amonio es el principal componente de muchos fertilizantes (solución de nitrato-urea de amonio, fertilizantes compuestos (“grano azul”), nitrato de amonio cálcico (Nitramoncal, marca de Chemie Linz, internamente: NAC)).

También se utiliza para los explosivos. El nitrato de amonio está contenido, por ejemplo, en los explosivos de ANC y Donarite, pero también en los explosivos producidos ilegalmente, como el ANNM.

El nitrato de amonio también se utilizó temporalmente como propulsor para los airbags de los vehículos de motor. Sin embargo, bajo la influencia de la alta temperatura y humedad ambiental, demostró ser insuficientemente estable a largo plazo y fue reemplazado por otros propulsores. Sólo en los Estados Unidos, más de 40 millones de vehículos tuvieron que ser retirados del mercado porque al menos un airbag contenía un generador de gas que contenía nitrato de amonio.

Aunque se considera que se oxida y puede explotar cuando se calienta, el nitrato de amonio no es en realidad una sustancia explosiva en el sentido de la Ley de Explosivos. No obstante, su manipulación está regulada en la República Federal de Alemania por la Ley de Explosivos, por lo que el nitrato de amonio sólo puede utilizarse ahora mezclado con sustancias inofensivas como la cal, debido a su peligro potencial en los fertilizantes (KAS27). Las concentraciones típicas solían ser de 26 y 28 % de N (contenido de nitrógeno) por Chemie Linz. Hoy en día es 27% N, lo que significa alrededor del 70% de NH4NO3 y el resto cal y algo de aceite contra el apelmazamiento de las bolas. Se pueden alcanzar contenidos de nitrógeno más altos de hasta el 46% con la urea, su nitrógeno amídico está disponible más lentamente.

Seguridad

El nitrato de amonio es la causa de muchos desastres con graves explosiones:

  • Una de las catástrofes más devastadoras fue la explosión de la planta de amoníaco Oppau en BASF en Ludwigshafen, en el Rin, el 21 de septiembre de 1921, donde el fertilizante de nitrato de sulfato de amonio que se había solidificado allí se soltaba generalmente por medio de dinamita antes de ser descargado. Un cambio en el proceso de producción probablemente dio lugar a una acumulación local de nitrato de amonio en el producto. Las explosiones desencadenaron dos explosiones en rápida sucesión, en las que detonaron unas 400 de un total de 4500 toneladas de fertilizante en un silo, causando uno de los mayores daños por explosión de la historia: 559 personas murieron o resultaron heridas en 1977 y gran parte de la fábrica y los edificios circundantes quedaron destruidos. La explosión se escuchó hasta Munich, a 300 kilómetros de distancia.
  • En la explosión de Texas City el 16 de abril de 1947, los dos cargueros Grandcamp (Francia) y Highflyer (EE.UU.) cargados con nitrato de amonio explotaron en el puerto de Texas City (Texas, EE.UU.). Hubo 500 a 600 muertos, más de 100 desaparecidos, 8000 heridos, cientos de personas sin hogar y 65 millones de dólares en daños.
  • El 28 de julio de 1947, el carguero Ocean Liberty (Noruega), cargado con nitrato de amonio, explotó en el puerto de Brest (Francia). Hubo 26 muertos y más de 100 heridos.
  • Ataque en Oklahoma City, EE.UU., por los asesinos Nichols/McVeigh el 19 de abril de 1995
  • Exactamente 80 años después de la explosión en la planta de amoníaco de Oppau (véase más arriba), 31 personas murieron el 21 de septiembre de 2001 en una explosión de nitrato de amonio en la fábrica de fertilizantes AZF de Toulouse (Francia), y también hubo miles de heridos y enormes daños materiales.
  • En el accidente ferroviario ocurrido en Ryongchŏn el 22 de abril de 2004, un vagón de tren cargado de nitrato de amonio explotó en Ryongchŏn en Corea del Norte, matando al menos a 161 personas, hiriendo a unas 1.300 y destruyendo o dañando 8.000 hogares.
  • Ataques en Noruega 2011 del asesino Anders Behring Breivik el 22 de julio de 2011
  • Al menos 14 personas murieron y otras 180 resultaron heridas en un incendio y una explosión violenta en la Compañía de Fertilizantes West el 17 de abril de 2013.
  • El 12 de agosto de 2015, cientos de personas murieron o resultaron heridas en una explosión en Tianjin, China. Según el periódico británico The Guardian, se almacenaron 800 toneladas de nitrato de amonio en el lugar, entre muchas otras sustancias. Esta cantidad es una buena explicación para el cráter, de unos 100 m de ancho, dejado por la explosión. Aún no se sabe qué sustancia fue la principal causa de la destrucción.