Je kunt ammoniumnitraat associëren met explosieven; het wordt vaak gebruikt in veiligheidsexplosieven en pyrotechniek, evenals in kunstmest. Maar niet alle experimenten met ammoniumnitraat eindigen met een knal. Als je ammoniumnitraat aan water toevoegt, heb je een goed voorbeeld van een endotherme reactie.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Het toevoegen van ammoniumnitraat aan water maakt het mengsel koud en is een goed voorbeeld van een endotherme chemische reactie.
Eigenschappen van ammoniumnitraat
De chemische verbinding ammoniumnitraat, een zout van ammoniak en ammonium en salpeterzuur, is een kleurloze, kristallijne vaste stof die zeer goed oplosbaar is in water. De chemische formule is NH4NO3, wat betekent dat het een molecuul is dat bestaat uit stikstof-, waterstof- en zuurstofatomen.
Ammoniumnitraat aan water toevoegen
Ammoniumnitraat bestaat uit ionische bindingen die stevig op elkaar zijn gepakt. Wanneer het in contact komt met water, interfereren de polaire watermoleculen met die ionen en zorgen ze er uiteindelijk voor dat ze zich verspreiden. Hiervoor is energie nodig, die wordt opgenomen uit de omgeving en de oplossing koud maakt. Hoewel er enige warmte wordt geproduceerd wanneer de ammoniumnitraationen een interactie aangaan met de watermoleculen (d.w.z. een exotherme reactie), is het veel minder dan wat nodig is voor de watermoleculen om de sterke ionische bindingen van het ammoniumnitraat te verspreiden, dus het algehele proces is een endotherme reactie, of een die energie absorbeert uit zijn omgeving. Om deze reden wordt vast ammoniumnitraat gebruikt in commerciële coldpacks, die eigenlijk gewoon een mengsel zijn van ammoniumnitraat en water. Als u zich bezeert, kunt u de inhoud van de zak door elkaar mengen en op het gewonde deel van uw lichaam plaatsen. De endotherme reactie van het mengsel van ammoniumnitraat en water verwijdert warmte uit het lichaamsdeel, waardoor het pijnlijke gebied "bevriest".
Opgelost ammoniumnitraat verwarmen
Als je ammoniumnitraat dat is opgelost in water voorzichtig verwarmt, breekt de oplossing af en komt er lachgas vrij, ook wel lachgas genoemd. Dit proces staat bekend als thermische ontleding, wanneer de oplossing uiteenvalt in lachgas en waterdamp vereist een temperatuur tussen 180 graden Celsius (356 graden Fahrenheit) tot 250 graden Celsius (482 graden Fahrenheit). Dit mag alleen worden gedaan onder gecontroleerde, gecontroleerde omstandigheden in een chemisch laboratorium omdat ammonium nitraat kan verstikking veroorzaken als er te veel van wordt ingeademd, en het kan exploderen bij hoge temperaturen. Omdat vast ammoniumnitraat bij verhitting in een besloten ruimte explosief kan ontleden, zijn verzending en opslag onderworpen aan overheidsvoorschriften.