硝酸アンモニウムのソースを表示

{{出典の明記|date=2015年8月}}

{{Chembox
|出典 = [https://www.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=ja&p_card_id=0216&p_version=2 ICSC]
|画像ファイル = Ammonium_Nitrate.jpg
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|IUPAC名 = 硝酸アンモニウム
|別称 = 硝安
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{{Chembox Identifiers
|CAS番号 = 6484-52-2
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|Section2 = {{Chembox Properties
|化学式 = NH<sub>4</sub>NO<sub>3</sub><!--「この節を使用せず |C=2|H=6|O=1 のように記述するとモル質量を自動的に計算します -->
|モル質量 = 80.04
|モル質量注 = 式量の項目から一応転記しています。
|外観 = 無色固体
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'''硝酸アンモニウム'''（しょうさんアンモニウム、{{Lang-en|ammonium nitrate}}）とは、化学式NH<sub>4</sub>NO<sub>3</sub>で表される化合物であり、[[アンモニウム]]および[[硝酸塩]]の[[イオン (化学)|イオン]]から成っている白い結晶の固体である。'''硝安'''とも呼ばれる。

[[水和物]]を形作らないが、固体は[[吸湿性]]であり、また水溶性が高い。主に高窒素肥料として農業で使用されている<ref name="#1">[https://www.dallasnews.com/news/news/2013/10/05/ammonium-nitrate-sold-by-ton-as-u.s.-regulation-is-stymied Ammonium nitrate sold by ton as U.S. regulation is stymied.] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180228041244/https://www.dallasnews.com/news/news/2013/10/05/ammonium-nitrate-sold-by-ton-as-u.s.-regulation-is-stymied|date=28 February 2018}} - [[ダラス・モーニングニュース|The Dallas Morning News]]</ref>。世界の生産量は、2017年に21.6百万トンと推定された。

その他の主な用途は、鉱業、採石、土木建設で使用される爆発性混合物の成分として使用される。[[アンホ爆薬|ANFO]]の主要な構成要素であり、北米で使用される爆発物の8割を占める、普及した産業用爆発物である。また同じような調合は、[[即席爆発装置|IED]]でも使用されてきた。

多くの地域では、誤用の可能性に対する懸念から、消費者向け用途での使用を段階的に廃止している<ref name="#1"/>。20世紀初頭以来、偶然による硝酸アンモニウムの爆発のために何千人もの人々が命を落としてきた。

== 合成 ==
硝酸アンモニウムの工業生産は、[[アンモニア]]と[[硝酸]]の[[酸と塩基|酸塩基反応]]を伴う。

: <chem>HNO3 + NH3 -> NH4NO3</chem>

アンモニアを無水状態（気体）で使用し、硝酸を濃縮する。反応は非常に激しく発熱性である。溶液が形成された後、通常は約83%の濃度で、グレードに応じて95%から99.9%の濃度の硝酸アンモニウム（AN溶融物）を残すために、余分な水分を蒸発させる。AN溶融物は、その後、スプレータワーで「プリル」または小さなビーズにされるか、または回転ドラムで噴霧およびタンブリングする方法により、顆粒にされる。このプリルまたは顆粒は、さらに乾燥させ、冷却させた後、固結を防止するためのコーティングも可能である。これらのプリルまたは顆粒は、商業上の典型的なAN製品である。

このプロセスに必要なアンモニアは、[[ハーバー・ボッシュ法]]で窒素と水素から得られる。[[ハーバー・ボッシュ法]]で生成されたアンモニアは、[[硝酸#オストワルト法|オストワルト法]]（[[:en:Ostwald process|Ostwald process]]）で硝酸に酸化できる。もう1つの製造方法は、次のニトロリン酸プロセスの変種である。

: <chem>Ca(NO3)2 + 2NH3 + CO2 + H2O -> 2NH4NO3 + CaCO3</chem>

生成物である炭酸カルシウムと硝酸アンモニウムは、別々に精製しても良いし、硝酸カルシウムアンモニウムとして販売しても良い。

また、硝酸アンモニウムは[[複分解]]反応により製造することもできる。

: <chem> (NH4)2SO4 + Ba(NO3)2 -> 2NH4NO3 + BaSO4</chem>
: <chem> NH4Cl + AgNO3 -> NH4NO3 + AgCl</chem>

== 反応 ==
加熱するか、もしくは塩化物イオンを触媒とすれば、分解して[[亜酸化窒素]]（一酸化二窒素、笑気）を発生する。

: <chem>NH4NO3 -> N2O + 2H2O</chem>

さらに、210 ℃ 程度に加熱すると爆発する。

: <chem>2NH4NO3 -> 2N2 + 4H2O + O2</chem>

この性質を利用して、木粉、[[ニトロナフタリン]]などを混合したものは[[硝安爆薬]]として用いられる。

[[尿素]]や[[硫酸アンモニウム]]と同様に、硝酸アンモニウムも水に溶解する際は吸熱する。食塩などと比較すると[[吸熱反応]]のエネルギーが大きいため、携帯式氷枕（瞬間冷却パック）などの[[寒剤]]に使用される。

== 用途 ==
=== 肥料 ===
硝酸アンモニウムは、NPKレーティング34-0-0（[[窒素]]34%）の重要な肥料である<ref>{{cite web
 |url = http://www.caes.uga.edu/commodities/fieldcrops/forages/events/SHC12/03%20Fertilization%20Outlook%20for%20Hay%20Producers/Nutrient%20Content%20of%20Fertilizer%20Materials.pdf
 |title = Nutrient Content of Fertilizer Materials
 |access-date = 27 June 2012
 |archive-url = https://web.archive.org/web/20121224131002/http://www.caes.uga.edu/commodities/fieldcrops/forages/events/SHC12/03%20Fertilization%20Outlook%20for%20Hay%20Producers/Nutrient%20Content%20of%20Fertilizer%20Materials.pdf
 |archive-date = 24 December 2012
 |url-status = dead}}</ref>。ただし、[[尿素]]（46-0-0）よりも含有される窒素の濃度が低く、硝酸アンモニウムの輸送はわずかに不利である。尿素に対する硝酸アンモニウムの利点は、それがより安定していて、急速に大気に窒素を放出しないという点である。

=== 爆発物 ===
通常、発破剤として純粋な形では使用されないが、硝酸アンモニウムは多くの爆薬の成分である。硝酸アンモニウムを含む爆薬の例としては、以下の物が挙げられる。

* [[アストロライト]] （硝酸アンモニウムと[[ヒドラジン]]ロケット燃料）
* [[アマトール]] （硝酸アンモニウムと[[トリニトロトルエン|TNT]]）
* [[アンモナル|アンモナール]] （硝酸アンモニウムとアルミニウム粉末）
* [[アマテックス|Amatex]] （硝酸アンモニウム、TNTおよび[[トリメチレントリニトロアミン|RDX]]）
* [[アンホ爆薬|ANFO]] （硝酸アンモニウムと[[重油|燃料油]]）
* [[トリメチレントリニトロアミン|DBX]] （硝酸アンモニウム、RDX、TNTおよびアルミニウム粉末）
* [[トーベックス|トベックス]] （硝酸アンモニウムおよび[[硝酸メチルアンモニウム|硝酸メチル]]アンモニウム）
* [[マイノール]] （硝酸アンモニウム、TNTおよびアルミニウム粉末）
* [[ゴマ-2]] （硝酸アンモニウム、[[ニトログリコール]]、[[ニトロセルロース]]、[[フタル酸ジブチル]]および燃料）

=== 燃料油との混合物 ===
ANFOは94%硝酸アンモニウム(「AN」)と6%燃料油(「FO」)の混合物で、バルク産業用爆薬として広く使用されている。水への耐性、酸素バランス、高い爆発速度および小さい直径性能のような伝統的な産業火薬によって提供される利点ではなく、ANFOの低価格および使用の容易さなどの利点をより活かせる石炭鉱山、採石、金属の鉱山および土木構造などといった、あまり需要の見込めない用途に使用される<ref name="Cook">{{cite book
 |last = Cook |first = Melvin A.
 |title = The Science of Industrial Explosives
 |publisher = IRECO Chemicals |year = 1974 |page = 1
 |asin = B0000EGDJT}}</ref>。

=== テロ ===
硝酸アンモニウム系の爆薬は、1970年のウィスコンシン州マディソンのスターリングホール爆破事件、1995年の[[オクラホマシティ連邦政府ビル爆破事件]]、2011年のデリー爆破事件、2011年の[[ノルウェー連続テロ事件]]、2013年のハイデラバード爆破事件などで使用されてきた。

2009年11月に、パキスタン北西辺境州（NWFP）政府は、NWFPのアッパーディール、ローワーディール、スワット、チトラール、マラカンドの旧マラカンド師団で[[硫酸アンモニウム]]、硝酸アンモニウム、[[硝酸カルシウム]]アンモニウム(CAN)の肥料が過激派によって爆発物の製造に使用されたとの報告を受けて、禁止令を出した。これらの禁止令が出た結果、[[塩素酸カリウム]]（安全マッチを発火させる物質）は、反政府派による爆発物の選択として、硝酸アンモニウムなどの肥料よりも有利になった<ref>{{cite web
 |url = https://www.usatoday.com/story/news/world/2013/06/25/ammonium-nitrate-potassium-chlorate-ieds-afghanistan/2442191/
 |title = Afghan bomb makers shifting to new explosives for IEDs
 |first = Tom Vanden |last=Brook
 |website = USA TODAY
 |accessdate = 2020-08-14}}</ref>。

=== 寒剤 ===
硝酸アンモニウムは、水に溶解する際の吸熱性が非常に高く、一部の[[保冷剤]]に使用されている。

=== その他の用途 ===
[[硝酸グアニジン]]<ref>{{cite patent|country=US|number=5531941}}</ref><ref>[https://www.nytimes.com/2014/12/10/business/compound-in-takata-airbags-is-inquirys-focus.html Airbag Compound Has Vexed Takata for Years] - [[The New York Times]]</ref>のような独立した爆発性を有する「燃料」と組み合わせて、タカタ株式会社が製造したエアバッグのインフレータの[[5-アミノテトラゾール]]に代わる安価な（しかし安定性が低い）代替品としても使用されていた。そのエアバッグは14人の死亡者を出した後に、危険であるとしてリコールされた<ref>[https://www.nytimes.com/2016/08/27/business/takata-airbag-recall-crisis.html?hpw&rref=automobiles&action=click&pgtype=Homepage&module=well-region&region=bottom-well&WT.nav=bottom-well A Cheaper Airbag, and Takata's Road to a Deadly Crisis.] - [[The New York Times]]</ref>。

Cavea-bと呼ばれる硝酸アンモニウムの硝酸溶液は、一般的な[[一液式ロケット|モノプロペラント]]である[[ヒドラジン]]の代わりに、よりエネルギーの高い液体燃料として、宇宙船での使用が期待されていた。1960年代には多くの試験が行われたものの、NASAでは採用されなかった。

== 事故事例 ==
{{main|{{ill2|硝酸アンモニウムの事故・事件一覧|en|List of ammonium nitrate incidents and disasters}}}}
;[[オッパウ大爆発]]
: [[1921年]]にドイツ・[[ルートヴィヒスハーフェン]]近郊の[[オッパウ]]に立地していた[[BASF]]化学工場で、吸湿して固化した硝酸アンモニウムと[[硫酸アンモニウム]]の混合肥料を粉砕するため[[ダイナマイト]]による発破を掛けた結果、4500トンあまりが爆発した。（TNT換算1-2 kt）この爆発では、死者500–600人、負傷者2000人以上の大惨事となった。現場には直径100メートルの擂り鉢状の穴ができたという。ただし[[爆轟]]に導くことは難しく、事実、この工場は設営時から事故時まで継続的にその方法をとっていたが、この事故まで問題は起こらなかった。
;[[テキサスシティ大災害]]
: [[1947年]]4月16日にはアメリカ合衆国[[テキサス州]]のテキサスシティで、係留中の蒸気船グランドキャンプ号の火災から積荷の硝酸アンモニウム2300トンに引火・爆発（TNT換算1.1 kt）して、581人が死亡し、1.6 km以内の建物は全て倒壊した。この時は消火の放水によって硝酸アンモニウムの吸湿・劣化を恐れた関係者が初期消火を渋った事が、被害を大きくした一因となったと言われている。
;[[ベイルート港爆発事故]]
: [[2020年]]8月4日、[[レバノン]]の首都、[[ベイルート]]の港湾地区の倉庫で[[爆轟]]を伴う爆発事故が発生した（TNT換算 1.1 kt）。倉庫に6年前から保管されたままになっていた約2750トンの硝酸アンモニウムが爆発の原因と見られている<ref>{{Cite news |url=https://www.afpbb.com/articles/-/3297469 |title=レバノン首都で2度の大爆発、73人死亡 数千人負傷 |newspaper= AFPBB News|date=2020-08-05|accessdate=2020-08-05|archiveurl= |archivedate=}}</ref>。爆発は2回発生し、2回目の爆発は、地中海を240 km隔てた[[キプロス]]でも観測された<ref group="注釈">[https://www.bbc.com/news/live/world-middle-east-53656328/page/2 英BBC]のHPでは、"Explosion felt 240 km away in Cyprus"と題して、"People in Cyprus (中略) have reported feeling the blast."と実際に観測した市民の存在を綴っている。</ref>。

場合によっては、硝酸アンモニウムの水溶液も爆発する。[[1952年]]12月22日に、[[名古屋市|愛知県名古屋市]]の化学工場で水溶液が爆発した<ref>{{Cite news
 |url = https://www.shippai.org/fkd/cf/CC0000118.html
 |title = 硫酸アンモニウム回収中の過剰濃縮による硝酸アンモニウムの爆発
 |accessdate = 2020-08-06}}</ref>。この事故について、日本では特に研究はなされなかったが、その後、アメリカ合衆国で研究された結果、[[含水爆薬|スラリー爆薬]]が開発された。

[[タカタ (企業)|タカタ]]の[[エアバッグ]]の不具合の問題では、エアバッグのガス発生剤に硝酸アンモニウムを使うことが焦点となった。2014年時点で、衝突時にエアバッグを膨らませるためのガス発生剤として硝酸アンモニウムを使っていたのはタカタのみであった。温度の変化によって[[結晶]]の形、密度が変わる転移という現象が危惧されるが、タカタは硝酸アンモニウムに他の化学物質を添加し、「相安定化硝酸アンモニウム」とする方法で安定させていると主張した。タカタのエアバッグは、多湿地域でインフレータの暴発が起きた点が問題視された<ref>{{Cite news
 |url = https://toyokeizai.net/articles/-/55576?page=2
 |title = タカタがエアバッグに使う火薬は安全なのか 拡散するリコール問題､火薬の専門家に聞く
 |newspaper = 東洋経済オンライン
 |date = 2014-12-12
 |accessdate = 2020-08-05 }}</ref>。[[2015年]]11月3日に、[[アメリカ合衆国運輸省]]は硝酸アンモニウムを使ったガス発生装置の生産、販売の停止を命じ、[[2018年]]末までに段階的に取りやめることで合意した<ref>{{Cite news
 |url = http://www.tokyo-np.co.jp/article/economics/list/201511/CK2015110402000248.html
 |title = エアバッグ欠陥 過去最高額 タカタに制裁金240億円
 |newspaper = 東京新聞 TOKYO Web
 |publisher = 中日新聞社
 |date = 2015-11-04
 |accessdate = 2020-08-05
 |archiveurl = https://web.archive.org/web/20151105113920/http://www.tokyo-np.co.jp/article/economics/list/201511/CK2015110402000248.html
 |archivedate = 2015-11-05}}</ref>。

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
=== 注釈 ===
<references group="注釈"/>
=== 出典 ===
<references/>

== 関連項目 ==
* [[2020年ベイルート爆発]]
* [[オッパウ大爆発]] - [[テキサスシティ大災害]]
* [[龍川駅列車爆発事故]]
* [[硫酸アンモニウム]]（硫安） - 同様に化学肥料として多用される。

{{Chem-stub}}
{{アンモニウムの化合物}}
{{authority control}}

{{DEFAULTSORT:しようさんあんもにうむ}}

[[Category:硝酸塩]]
[[Category:アンモニウム塩]]
[[Category:肥料]]
[[Category:第1類危険物]]