Qu’est-ce que le nitrate d’ammonium ?
Le nitrate d’ammonium est le sel d’ammonium de l’acide nitrique. Il se présente sous la forme d’un cristal incolore.
Il est également connu sous le nom de “nitrate d’ammoniaque”. Il est produit naturellement, mais peut être également fabriqué à grande échelle en neutralisant 50 à 70 % d’acide nitrique avec de l’ammoniac. Environ 20 millions de tonnes de celui-ci sont produites chaque année dans le monde.
Des milliers de personnes ont perdu la vie à la suite d’explosions accidentelles de nitrate d’ammonium. En conséquence, de nombreux pays abandonnent progressivement son utilisation en raison des risques d’utilisation abusive.
Utilisations du nitrate d’ammonium
Le nitrate d’ammonium est une substance principalement utilisée comme engrais. Toutefois, les engrais à base de nitrate d’ammonium ne conviennent pas aux rizières car ils sont facilement dénitrifiés par l’eau.
Il est également utilisé pour la production de poudre à canon et de feux d’artifice, d’herbicides, d’insecticides, de pesticides, d’agar, de nutriments pour la culture de levures, pour la production d’anesthésiques, de matières premières pour la fabrication d’allumettes et d’agents propulseurs pour les moteurs de fusées. De plus, il peut être utilisé comme explosif. Les explosifs ANFO, un mélange de 94 % de nitrate d’ammonium et de 6 % de mazout, sont particulièrement connus. On les retrouve dans les carrières, l’industrie du ciment et pour l’extraction du charbon.
Propriétés du nitrate d’ammonium
Le nitrate d’ammonium est composé d’ions ammonium et nitrate. Sa formule chimique est NH4NO3, sa masse molaire est de 80,04 et sa densité de 1,7 g/mL.
Son point de fusion est de 170°C et il se décompose à 210°C. Le nitrate d’ammonium est extrêmement hygroscopique. Toutefois, il ne forme pas d’hydrates. Il est bien soluble dans l’eau et soluble dans l’éthanol.
Bien que le nitrate d’ammonium soit stable dans l’air, il peut exploser s’il est mélangé à des substances inflammables, ou soumis à un échauffement, un choc ou une friction dans un récipient fermé.
Autres informations sur le nitrate d’ammonium
1. Synthèse du nitrate d’ammonium
Industriellement, le nitrate d’ammonium est obtenu par une réaction acido-basique entre l’acide nitrique et l’ammoniac. Il s’agit d’une réaction exothermique très intense. En utilisant de l’ammoniac anhydre, l’acide nitrique est d’abord concentré. Après la formation d’une solution, l’excès d’eau est évaporé pour laisser une forte concentration de nitrate d’ammonium.
Elle est généralement de l’ordre de 83 %. Selon la qualité, il est possible d’obtenir des fondus de nitrate d’ammonium de 95 % à 99,9 %. Le nitrate d’ammonium fondu est transformé en prills ou en petites billes dans une tour de pulvérisation ou en granulés par pulvérisation ou par culbutage dans un tambour rotatif.
Les prills ou les granulés peuvent être enrobés après séchage et refroidissement pour éviter la solidification.
2. Matières premières et produits dans la synthèse du nitrate d’ammonium
L’ammoniac, nécessaire à la synthèse du nitrate d’ammonium, peut être produit à partir d’hydrogène et d’azote par le procédé Haber-Bosch. L’ammoniac obtenu par ce procédé est oxydé en acide nitrique par le procédé Ostwald.
Le carbonate de calcium, produit autre que le nitrate d’ammonium, peut être purifié séparément ou vendu sous forme de nitrate de calcium et d’ammonium (nitrate de calcium et d’ammonium).
3. Réaction du nitrate d’ammonium
Lorsque le nitrate d’ammonium est chauffé à l’air libre, il se décompose progressivement au-dessus de son point de fusion en ammoniac et en monoxyde d’azote. Le nitrate d’ammonium peut également être décomposé en utilisant des ions chlorure comme catalyseur.
En outre, lorsque le nitrate d’ammonium est chauffé en milieu fermé, il subit facilement une réaction explosive et se décompose en azote, en oxygène et en eau. Des mélanges de nitronaphtalène et de poudre de bois peuvent servir d’explosifs à base de nitrate d’ammonium, en utilisant la réaction explosive.
Comme le sulfate d’ammonium et l’urée, le nitrate d’ammonium est endothermique lorsqu’il est dissous dans l’eau. Par rapport au sel, l’énergie de la réaction endothermique est plus élevée et peut être utilisée comme agent réfrigérant, par exemple dans les sachets réfrigérants instantanés.