硝酸（英文名稱：Ammonium nitrate，簡稱為AN，化學式為NH4NO3，又稱銨硝石或硝銨），一種無機化合物，摩爾質量為80.04g/摩爾。硝酸銨室溫下為無氣味的白色正交結晶顆粒，25℃時的密度為1.72g/cm3，具有一定的吸濕性和結塊性。硝酸銨易溶于水、醇、丙酮、液氨和氨水中，不溶于乙醚，有五種穩定的晶型——正方晶型I，四方晶型II，單斜晶型III，斜方六面晶型IV，四面晶型V。
硝酸銨屬于弱氧化劑，[在室溫穩定，但在儲存過程中會釋放一定量的氨，使鹽呈微酸性；加熱時會發生分解，熱分解反應隨著溫度的升高變得更加劇烈，同時也會被鐵屑、氯離子、無機酸、有機油等物質促進分解。
利用硝酸銨通常情況下穩定但在起爆劑的作用下可劇烈爆炸的性質，可制備用途廣泛的工業和軍事炸藥。同時硝酸銨中的銨態氮和硝態氮的總含量為35%，可用作氮肥促進植物生長。此外，硝酸銨還被認為是一種很有前途的火箭推進劑的氧化劑。
發展歷史
1659年，德國化學家約翰魯道夫格勞伯（Johann Rudolf Glauber，1604-1670）首次以氨水和硝酸為原料制備出硝酸銨。約翰魯道夫格勞伯在1667年-1668年所作的出版物中提到了這種化合物對人類有著十分重要的作用。19世紀末期，歐洲人用硫酸銨與智利硝石進行復分解反應生產硝酸銨。
1913年，在德國物理化學家弗里茨·哈伯（Fritz Haber）和德國化學家卡爾博世（Carl Bosch 1874–1940）的共同努力下氨氣的高壓合成實現了商業化。同時，巴斯夫工廠（BASF）在德國奧波建立了第一座高壓合成氨工廠，極大的促進了合成氨工業的發展。高壓合成氨法的出現解決了世界氨資源主要依靠硝石、糞便和焦炭生產，且供應不足的現狀。后由于合成氨工業的大規模發展，硝酸銨生產獲得了豐富的原料，于20世紀中期得到迅速發展，第二次世界大戰期間，一些國家專門建立了硝酸銨廠，用以制造炸藥。60年代，硝酸銨曾是氮肥的領先品種。中國在50年代建立了一批硝酸銨工廠。
得益于高壓合成氨法的發現，為硝酸銨等含氮產品的生產獲得了豐富的原料。自那以后硝酸銨的產率不斷上升，被廣泛的應用于肥料和炸彈行業。據統計，2019年全球硝酸銨產能6376萬噸，產量為4786萬噸（實物量），同比增加6萬噸，開工率75%。其中EECA（俄羅斯、烏克蘭、烏茲別克斯坦等）是硝酸銨生產最大地區，達到1746萬噸，占比36%；北美是第二大地區，946萬噸，占比20%；全球硝酸銨產量在一百萬噸以上的國家主要有俄羅斯、美國、中國、澳大利亞、波蘭、烏克蘭、法國、烏茲別克斯坦、南非、加拿大、埃及與立陶宛。
晶體特點
硝酸銨晶體會隨著溫度變化發生改性，在169℃-125℃時為穩定的立方晶型I（ε），在84.5℃-125℃時為穩定的四方晶型II（δ），在84.5℃-32℃時為穩定的單斜晶系晶型III（β），在32℃到-16℃時為穩定的斜方六面晶型IV（β），-16℃時為穩定的四面晶型V（α），同時也發現了晶體形態：晶型VI（高于169℃，壓力高于9000kg/cm2），晶型VII（低于-170℃）
硝酸銨的一種變體向另一種變體的轉變過程時可逆互變異構現象，在當硝酸銨由一種晶體向另一種變體改變的過程中伴隨著放熱（或吸熱），同時，體積、熱量、比容、熱容和都會發生顯著的變化。
理化性質
物理性質
硝酸銨室溫下為無味白色正交結晶顆粒。硝酸銨極易溶于水，25℃時在水中的溶解度為213g/100g，且溶于水時吸收大量的熱；還可溶于醇（甲醇和乙醇）、酸（冰醋和硝酸）、丙酮和氨（液氨、氨水）等中，不溶于乙醚，25℃時的密度為1.72g/cm3，標準大氣壓下的熔點為169.7°C，20°C時硝酸銨水溶液的蒸氣壓為2.3kPa。
與其他含氮鹽類物質不同，硝酸銨具有高度吸濕性，且吸濕性與溫度有很大的關系，一般隨溫度的升高而大幅度增大，同時由于在不同溫度下，硝酸銨在水中溶解度的不同，硝酸銨具有一定的結塊性。
化學性質
分解反應
硝酸銨在常溫下穩定，不會發生分解反應。而在加熱的條件下會發生分解。
在169℃左右加熱硝酸銨時，硝酸銨會熔化分解為氨氣和硝酸，反應吸收一定熱量。
反應方程式為：
在這個過程中硝酸銨的分解以質子轉移的形式進行。分解過程中形成的酸性物質，如銨離子、水合銨離子或硝酸，可顯著提高硝酸銨的分解速率；而氨或水等堿基會一定程度上減緩分解速率。
在200℃-230℃時加熱硝酸銨，硝酸銨會放熱分解。
反應方程式為：
這個分解反應十分迅速，但可控制，也可如下進行分解。
在400℃以上加熱硝酸銨，按照如下反應方程式分解并發生爆炸。
而在400℃以上發生爆炸時也可按照如下兩種反應進行分解。
復分解反應
硝酸銨可與某些物質發生復分解反應。如氯化鉀，KH?PO?等物質。
硝酸銨和氯化鉀發生反應。
制備方法
中和法
工藝原理
或利用氣態氨與硝酸中和反應制備硝酸銨。
工藝流程
生產過程包括中和反應（氨與硝酸中和制取硝酸銨）、溶液蒸發（溶液蒸發至熔融液）、結晶或造粒（從熔融液中結晶出硝酸銨晶體）、干燥和冷卻、貯存及包裝等過程。
以下為加壓中和與真空蒸發中和過程的流程圖。
轉化法
工藝原理
利用氮磷復合肥生產過程中的副產物Ca(NO?)?·H?O與由NH?與CO?制備的(NH?)?CO?反應制備硝酸銨。轉換法原理可分為兩步，第一步為506-87-6的制備，第二步為硝酸銨的制備。
工藝流程
轉換法的流程圖如下所示：
其他方法
與其他兩種方法相比，該方法的設備復雜且工藝投資較大，所以現已不再使用該法制備硝酸銨。
應用領域
化工領域
制備炸藥
生產N?O
利用硝酸銨在一定溫度下可以分解產生一氧化二氮的特性，也少部分的用于生產一氧化二氮產品，用作麻醉劑和食品用的氣溶膠推進劑。
工業領域
硝酸銨溶解時吸收大量熱量的特性使其在商業制冷中成為制冷系統的關鍵成分；同時，它還用于制造特定種類的玻璃及作為分析試劑的成分。此外，硝酸銨可作為清潔燃燒特性固體推進劑氧化劑，作為高氯酸銨的潛在替代品，但其存在點火性能差、燃燒率低等缺點。
農業領域
硝酸銨是一種重要的氮肥，含有銨態氮和硝態氮，硝態氮和一部分銨態氮可以被植物直接吸收利用，另一部分銨態氮能被土壤膠體吸附，從而延長肥效，養分利用率高，肥效好，尤其是在氣溫較低地區的旱田作物上，它比硫酸銨和尿素等銨態氮肥的肥效快、效果好，既可以單獨施用，也可與磷鉀肥混合制造出各種復合肥料。
復合肥料
液體肥料
其他領域
硝酸銨還可用于制造火柴、煙火、棉花干燥劑和殺蟲劑。在醫學上用于制造祛痰劑和尿液酸化劑
安全事宜
危險性
GHS分類:
H272(93.72%)：可能會加劇火災；氧化劑（危險氧化性液體；氧化性固體）
H319(97.99%)：造成嚴重眼刺激（警告嚴重眼損傷/眼刺激）
H335(12.14%)：可能引起呼吸道刺激（警告特異性目標器官毒性，單次接觸；呼吸道刺激）
毒性
硝酸銨的毒性如下表所示。
健康危害
儲存運輸
消防相關
急救措施
參考資料 >