Tin tức những ngày qua đã bị chi phối bởi vụ nổ khủng khiếp ở Beirut, Lebanon. Đổ lỗi cho vụ nổ đã nhắm vào 3.000 tấn ammonium nitrate đang được lưu trữ trong một nhà kho ở cảng của Beirut. Ammonium nitrate là gì, tại sao nó có thể phát nổ, và điều gì xảy ra khi nó nổ? Bài viết này sẽ giúp cho các bạn có cái nhìn rõ nét và khách quan hơn.

Ammonium nitrate là gì?

Ammonium nitrate là một hợp chất hóa học, với công thức hóa học NH4NO3, đây là một chất bột màu trắng tại nhiệt độ phòng và áp suất tiêu chuẩn. Chất này thường được dùng trong nông nghiệp làm phân bón và cũng được sử dụng làm chất ôxi hóa trong thuốc nổ, đặc biệt là các thiết bị nổ tự tạo.

Phương trình sản xuất phân bón ammonium nitrate:

NH3 (amonia) + HNO3 (acid nitric) → NH4NO3 (ammonium nitrate)

Công dụng chính của ammonium nitrate là phân bón – chiếm khoảng 78% lượng sử dụng (theo khối lượng) trên toàn thế giới. Đó là một nguồn nitơ, quan trọng cho sự phát triển của thực vật.

Nó cũng được sử dụng trong một số hỗn hợp nổ khoảng 22% được sử dụng để khai thác và khai thác đá. Hỗn hợp với dầu nhiên liệu, 94% là ammonium nitrate và 6% là dầu nhiên liệu, nó được gọi là ANFO (ammonium nitrate / dầu nhiên liệu), chiếm khoảng 80% trong số 2,7 tỷ kg chất nổ được sử dụng ở Bắc Mỹ mỗi năm. Trong các hỗn hợp nổ này, nó hoạt động như một tác nhân oxy hóa, giúp các vật liệu khác cháy.

Ammonium nitrate là chất oxy hóa, nó giúp tăng cường quá trình đốt cháy và khiến các chất khác dễ bắt lửa hơn. Khi kết hợp với chất dễ cháy, amoni nitrat tạo ra chất nổ mạnh được dùng rộng rãi trong ngành xây dựng. 

Ngoài ra, nó còn có những ứng dụng khác như:

  • Sử dụng trong việc việc điều chế chất ôxít nitơ: (N2O):NH4NO3(aq) → N2O(g) + 2H2O(l)
  • Sử dụng để điều chế amoniac khan, một hóa chất thường được sử dụng trong việc sản xuất methamphetamine.

Điều gì xảy ra khi nổ?

Ở dạng tinh khiết, ammonium nitrate thường không gây nổ – trên thực tế, nó an toàn để xử lý. Tuy nhiên, nếu nó bị nhiễm tạp chất, nguy cơ phát nổ sẽ tăng lên. Việc sưởi ấm cũng gây ra một mối nguy hiểm: ammonium nitrate bị phân hủy ở khoảng 230˚C và có thể phát nổ khi được làm nóng đến giữa 260 – 300˚C nếu nó bị giới hạn.

Lực nổ của amoni nitrat được cung cấp bởi thế hệ khí nhanh khi nó bị phá vỡ. Phản ứng chính khi phân hủy tạo ra nitơ, hơi nước và oxy.

2 NH4NO3(s) → 2 N2(g) + 4 H2O(g) + O2(g)

Tuy nhiên, phản ứng này không phải là thứ duy nhất diễn ra. Bạn có thể tự hỏi điều gì đã khiến cho làn khói bốc lên sau vụ nổ ở Beirut có màu đỏ cam. Điều này là do các phản ứng khác tạo ra nitơ dioxide. Đây không phải là sản phẩm bổ sung duy nhất, trong đó amoniac và nitơ oxit là những sản phẩm phụ khác.

Ngoài ra khi bạn xem những video trên mạng về vụ nổ ammonium nitatre, có một sóng xung kích siêu thanh đang di chuyển trong không khí và bạn có thể thấy rằng trong đám mây hình cầu màu trắng bay ra từ trung tâm, mở rộng lên trên, Nguyên nhân là do sóng xung kích được sản xuất từ khí nén, không khí giãn nở nhanh chóng và nguội đi đột ngột và nước ngưng tụ, gây ra đám mây. Điều này thật thú vị đúng không?

Bài viết đến đây là hết rồi. Hi vọng sẽ giúp ích cho các bạn phần nào trong tương lai. Lần sau nếu có ai hỏi về chủ đề này thì hãy nhớ về hóa học đằng sau nó nhé!

Tham khảo Wikipedia, Compound Interest, Vytenis Babrauskas, BBCVnexpress.