Перхлорат аммония

Перхлора́т аммо́ния — химическое соединение NH₄ClO₄. Аммониевая соль хлорной кислоты.

Перхлорат аммония
Общие
Хим. формула	NH4ClO4
Физические свойства
Молярная масса	117.4894 г/моль
Термические свойства
Температура
• сублимации	с разложением +200 °C
Классификация
Рег. номер CAS	7790-98-9
PubChem	24639
Рег. номер EINECS	232-235-1
SMILES	[NH4+].[O-]Cl(=O)(=O)=O
InChI	InChI=1S/ClHO4.H3N/c2-1(3,4)5;/h(H,2,3,4,5);1H3 HHEFNVCDPLQQTP-UHFFFAOYSA-N
RTECS	SC7520000
Номер ООН	1442
ChemSpider	23041
Безопасность
NFPA 704	1 2 2 OX
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

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:

${\displaystyle {\ce {4NH4ClO4 -> 2Cl2 ^ + 3O2 ^ + 8H2O ^ + 2N2O ^}}}$

При температуре выше 300 °C разложение протекает так^[1][2]:

${\displaystyle {\ce {2NH4ClO4 -> Cl2 ^ + O2 ^ + 4H2O ^ + 2NO ^}}}$

Получение

В лабораторных условиях получают из хлорной кислоты и гидрокарбоната аммония:

${\displaystyle {\ce {HClO4 + NH4HCO3 -> NH4ClO4 + CO2 + H2O}}}$.

В промышленности получают обменной реакцией между перхлоратом натрия ${\displaystyle {\ce {NaClO4}}}$ и растворимой солью аммония, например, хлорида аммония ${\displaystyle {\ce {NH4Cl}}}$ или сульфата аммония ${\displaystyle {\ce {(NH4)2SO4}}}$ или карбоната аммония ${\displaystyle {\ce {(NH4)2CO3}}}$:

${\displaystyle {\ce {NaClO4 + NH4Cl -> NH4ClO4 + NaCl}}}$.

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^[3];
• 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^[4].

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^[5].

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.