Перхлорат аммония

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}} Перхлора́т аммо́ния — химическое соединение NH₄ClO₄. Аммониевая соль хлорной кислоты.

Как и другие перхлораты, является сильным окислителем. Применяется в качестве окислителя в твёрдых ракетных топливах и компонентах взрывчатых веществ.

Физические свойства

Бесцветные кристаллы, при нормальных условиях кристаллизуется в ромбоэдрической форме. Плотность 1,95 г/см³. Выше 125 °C устойчива кубическая модификация. Хорошо растворим в воде — 20 г в 100 г воды при 25 °C.

При нагревании свыше 150 °C начинается разложение по автокаталитическому механизму, причем реакция самоподдерживающаяся экзотермическая, иногда такое разложение называют «горением перхлората аммония», такое слоистое горение происходит в чистом перхлорате аммония без добавок восстановителей.

Реакция завершается после распада примерно 30 % вещества, оставшаяся часть теряет способность к автокаталитическому разложению. Для восстановления свойств разложения остаток нужно перекристаллизовать. При нагреве свыше 600 °C разложение происходит до конца и не автокаталитически. Сильный нагрев может привести к взрыву.

Химические свойства

Реакция разложения происходит при 200°C:

$4\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶2\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2\uparrow +3\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow +8\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\uparrow +2\mathrm{N}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\uparrow$

При температуре выше 300 °C разложение протекает так:

$2\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2\uparrow +\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\uparrow +4\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\uparrow +2\mathrm{N}\mathrm{O}\uparrow$

Получение

В лабораторных условиях получают из хлорной кислоты и гидрокарбоната аммония:

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$.

В промышленности получают обменной реакцией между перхлоратом натрия $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$ и растворимой солью аммония, например, хлорида аммония $\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{l}$ или сульфата аммония $(\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$ или карбоната аммония $(\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$:

$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{l}⟶\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}$.

Разделение смеси солей облегчается сильным различием в растворимости перхлората аммония и реагентов и побочного продукта — хлорида натрия.

Применение

Как и другие перхлораты, является сильным окислителем, что определяет его применение:

• в составе твёрдых ракетных топлив;
• в составе взрывчатых веществ;
• в составе пиротехнических смесей.

Безопасность

Перхлорат аммония слаботоксичен, LD₅₀ для крыс около 2—4 г/кг, но имеются сведения, что хроническое отравление веществом неблагоприятно воздействует на щитовидную железу, вытесняя биогенный иод.

Производство перхлората аммония является опасным. 4 мая 1988 в городе Хендерсон, штат Невада в США на заводе компании «PEPCON» (Pacific Engineering Production Company of Nevada) по производству перхлората аммония произошёл пожар и серия мощных взрывов, в котором погибли 2 и пострадали примерно 372 человека. Убытки оценивались более чем в 100 млн. долларов. Крупнейший взрыв был зафиксирован сейсмической станцией в Калифорнии как землетрясение силой до 3,5 баллов по шкале Рихтера. Причиной стали сварочные работы на складах предприятия, где хранилось более 4 тысяч тонн перхлората аммония.

Перхлорат аммония входит в состав многих твёрдых ракетных топлив, при горении которых образуется большое количество вредных и опасных для человека веществ: соединения хлора, оксиды азота, диоксины.