Ammonium Perchlorate – NH4ClO4 là gì? Tính chất và ứng dụng?

Ammonium Perchlorate (Amoni Peclorat) – NH4ClO4: Khám Phá Tính Chất Đặc Biệt Và Ứng Dụng Hấp Dẫn

Ammonium Perchlorate – Amoni Peclorat – NH4ClO4 (AP) là một hợp chất hóa học với công thức NH₄ClO₄. Đây là một muối của axit perchloric và amoniac. Ammonium perchlorate là chất oxy hóa mạnh và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hóa chất, đặc biệt là trong sản xuất nhiên liệu tên lửa rắn và pháo hoa. Ammonium Perchlorate – NH4ClO4 là gì?

Tên gọi khác: Amoni Peclorat, AP, Amoni Perchlorat, Perchloric acid, ammonium salt, Ammonium chlorate

Công thức: NH4ClO4

Số CAS: 7790-98-9

Xuất xứ: Trung Quốc

Quy cách: 50kg/thùng

Ngoại quan: Dạng bột màu trắng

Ammonium Perchlorate – NH4ClO4 là gì?

Ammonium perchlorate (NH4ClO4) là một hợp chất hóa học quan trọng được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hóa chất. Đặc biệt là trong sản xuất nhiên liệu tên lửa rắn và pháo hoa. Với khả năng oxy hóa mạnh, ammonium perchlorate đóng vai trò chủ chốt trong việc cung cấp oxy cần thiết để đốt cháy nhiên liệu, giúp tạo ra lực đẩy mạnh mẽ cho các tên lửa.

Là một tinh thể màu trắng, ammonium perchlorate tan tốt trong nước và có khối lượng phân tử là 117.49 g/mol. Nhờ tính chất đặc biệt này, nó không chỉ được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ mà còn được ứng dụng trong pháo hoa và một số loại chất nổ công nghiệp, tạo ra các hiệu ứng đẹp mắt và mạnh mẽ.

Tuy nhiên, ammonium perchlorate cũng là một chất hóa học nguy hiểm do tính oxy hóa mạnh của nó. Việc lưu trữ và sử dụng hợp chất này đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt các biện pháp an toàn để tránh nguy cơ cháy nổ. Người xử lý cần trang bị đầy đủ thiết bị bảo hộ cá nhân và tuân theo các quy định an toàn hóa chất.

Cấu tạo, tính chất vật lý và hóa học của Ammonium Perchlorate – NH4ClO4 là gì?

 

Cấu tạo của Ammonium Perchlorate – NH4ClO4 là gì?

1. Ion ammonium – NH₄⁺

Đây là một ion dương (cation) được hình thành từ amoniac (NH₃) khi nó nhận thêm một proton (H⁺):

NH₃ + H⁺ → NH₄⁺

• Hình dạng hình tứ diện đều (tetrahedral).

• Bốn nguyên tử hydro liên kết cộng hóa trị với nguyên tử nitrogen (N).

• Tổng điện tích: +1.

2. Ion perchlorate – ClO₄⁻

Đây là một ion âm (anion) có công thức ClO₄⁻, trong đó:

• Nguyên tử Cl trung tâm liên kết với 4 nguyên tử O thông qua liên kết cộng hóa trị.

• Cấu trúc có tính đối xứng tứ diện (tetrahedral).

• Do cộng hưởng (resonance), điện tích âm được phân bố đều trên bốn nguyên tử Oxy → giúp ion này ổn định và bền nhiệt.

• Tổng điện tích: –1.

Tính chất vật lý

• Công thức hóa học: NH₄ClO₄

• Màu sắc: Chất rắn tinh thể không màu hoặc trắng

• Trạng thái: Dạng tinh thể, tan chậm trong nước

• Khối lượng mol: 117,49 g/mol

• Mật độ: ~1,95 g/cm³

• Nhiệt độ nóng chảy: Khoảng 130–150°C, sau đó phân hủy

• Độ tan trong nước: Khá tốt, khoảng 209 g/L ở 25°C

Tính chất hóa học nổi bật

• Chất oxy hóa mạnh: Ammonium perchlorate là một chất oxy hóa cực kỳ mạnh, dễ dàng cung cấp oxy để đốt cháy các nhiên liệu hữu cơ hoặc kim loại.

• Phản ứng phân hủy nhiệt: Khi đun nóng, NH₄ClO₄ phân hủy thành khí N₂, H₂O, HCl và O₂, tạo ra nhiệt rất lớn – đây chính là cơ sở ứng dụng trong nhiên liệu tên lửa rắn.

• Phản ứng với chất khử: Dễ phản ứng mãnh liệt với các chất khử như kim loại bột (nhôm, magie…), đường, hợp chất hữu cơ → có thể gây cháy nổ nếu không kiểm soát tốt.

• Tính axit nhẹ: Dung dịch NH₄ClO₄ có tính hơi axit do sự phân ly của NH₄⁺ trong nước.

• Ổn định trong điều kiện bình thường, nhưng dễ bị kích hoạt bởi nhiệt. Ca đập mạnh hoặc ma sát trong môi trường nhạy cảm.

 

Ứng dụng của Ammonium Perchlorate – Amoni Peclorat – NH4ClO4 do KDCCHEMICAL cung cấp

Nhiên liệu tên lửa rắn (Solid Propellant)

Ứng dụng:
Ammonium Perchlorate là thành phần oxy hóa chính trong nhiên liệu rắn dùng cho tên lửa quân sự, vũ trụ và tên lửa nghiên cứu. Các hệ thống tên lửa như Space Shuttle (NASA) hay các tên lửa đẩy vệ tinh sử dụng hỗn hợp gồm NH₄ClO₄. Vột nhôm và chất kết dính polymer như HTPB để tạo ra năng lượng đẩy cực mạnh và ổn định. Sự hiện diện của NH₄ClO₄ cho phép phản ứng đốt cháy xảy ra ngay cả trong môi trường chân không.

Cơ chế hoạt động:
NH₄ClO₄ là chất oxy hóa nội sinh. Khi nung nóng (trên 130°C), nó phân hủy theo phản ứng nhiệt:

NH₄ClO₄ → N₂ + 2 H₂O + ½ O₂ + HCl (toả nhiệt mạnh)

Khi kết hợp với nhôm (Al), phản ứng tỏa nhiệt dữ dội hơn:

6 NH₄ClO₄ + 10 Al → 5 Al₂O₃ + 6 HCl + 3 N₂ + 9 H₂O

Phản ứng tạo ra hỗn hợp khí nóng với áp suất rất cao (gồm H₂O, N₂, HCl, O₂), được đẩy qua ống xả → sinh lực đẩy tên lửa bay lên. Hiện tượng vật lý: cháy không khói, tốc độ cao, khí nóng trắng, không cần O₂ bên ngoài.

Chế tạo thuốc nổ không khói (Smokeless Explosives)

Ứng dụng:
NH₄ClO₄ được ứng dụng trong các hệ thuốc nổ công nghiệp hoặc quân sự không khói, nơi cần giảm ô nhiễm và hạn chế phát hiện. Thường kết hợp với nhiên liệu như bột nhôm, carbon, hoặc đường để tạo hỗn hợp cháy mạnh nhưng ít sinh khói đen.

Cơ chế hoạt động:
Vai trò chính là chất oxy hóa cung cấp O₂ nội tại, giúp đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu mà không cần không khí. Phản ứng điển hình với Al như sau:

6 NH₄ClO₄ + 10 Al → 5 Al₂O₃ + 3 N₂ + 6 HCl + 9 H₂O

Hiện tượng vật lý: Phản ứng xảy ra cực nhanh, sinh nhiệt lớn và sóng xung kích mạnh. Đặc biệt, sản phẩm sau phản ứng ít khói đen, chủ yếu là khí vô cơ nên khó bị phát hiện bằng mắt thường.

3.3. Pháo sáng và pháo tín hiệu (Signal Flares, Emergency Flares)

Ứng dụng:
NH₄ClO₄ được dùng làm tác nhân chính trong pháo sáng cấp cứu hoặc pháo tín hiệu quân sự. Khi kết hợp với các kim loại như stronti (Sr), bari (Ba), hoặc đồng (Cu), nó tạo ra ánh sáng màu đặc trưng (đỏ, xanh lục, xanh dương…).

Cơ chế hoạt động:
NH₄ClO₄ cung cấp oxy để đốt cháy kim loại → ánh sáng màu phát ra do sự kích thích điện tử của nguyên tử kim loại, khi trở về trạng thái cơ bản sẽ phát quang màu:

• Sr²⁺ → đỏ

• Ba²⁺ → xanh lục

• Cu²⁺ → xanh lam

Hiện tượng vật lý: Lửa cháy sáng rực, không bị ngắt quãng dù trong điều kiện gió mạnh hoặc thiếu khí. Nhiệt độ cháy có thể vượt quá 2000°C.

Tác nhân oxy hóa trong phản ứng nhiệt luyện (Thermite reaction nâng cao)

Ứng dụng:
NH₄ClO₄ được dùng thay thế một phần Fe₂O₃ hoặc làm phụ gia trong phản ứng aluminothermic nhằm kiểm soát tốc độ phản ứng và tăng nhiệt lượng trong quá trình luyện kim chuyên sâu.

Cơ chế hoạt động:
NH₄ClO₄ phân hủy sinh nhiệt và cung cấp O₂ bổ sung → tạo điều kiện cho phản ứng giữa nhôm và oxit kim loại diễn ra triệt để:

NH₄ClO₄ → O₂ (cộng thêm)
2 Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2 Fe + nhiệt

Hiện tượng vật lý: Nhiệt độ lên đến 2500°C, kim loại nóng chảy nhanh. Phản ứng ít tạo xỉ thừa và giảm thời gian xử lý sau luyện.

Thuốc đẩy vi mô trong vệ tinh nhỏ (Microthrusters for CubeSats)

Ứng dụng:
Trong ngành hàng không vũ trụ, NH₄ClO₄ được sử dụng trong hệ vi động cơ đẩy của vệ tinh cỡ nhỏ (CubeSat, NanoSat) – nơi yêu cầu kích thước nhỏ, khối lượng nhẹ nhưng lực đẩy chính xác.

Cơ chế hoạt động:
NH₄ClO₄ được làm nóng bằng điện trở vi mô hoặc hệ thống vi điện tử (MEMS), sau đó phân hủy sinh khí đẩy qua ống siêu nhỏ. Không cần buồng cháy lớn hay bình áp suất.

NH₄ClO₄ → hỗn hợp khí (N₂, HCl, H₂O, O₂) → lực đẩy nhỏ, điều hướng tinh vi

Hiện tượng vật lý: Khí sinh ra được kiểm soát điện tử, điều hướng chính xác ± vài micronewton – đảm bảo hiệu suất và tiết kiệm không gian.

Hệ thống ghế phóng thoát hiểm (Ejection Seats in Jets)

Ứng dụng:
Dùng trong hệ thống ghế thoát hiểm của máy bay chiến đấu, đảm bảo phi công được đẩy ra khỏi buồng lái trong tình huống khẩn cấp với tốc độ cực nhanh.

Cơ chế hoạt động:
Thuốc đẩy chứa NH₄ClO₄ cháy ngay lập tức khi kích hoạt bằng điện/áp suất. Áp suất sinh ra từ khí sản phẩm phản ứng đẩy cơ chế ghế ra khỏi thân máy bay.

NH₄ClO₄ + nhiên liệu rắn → phản ứng tỏa nhiệt và tạo áp suất đẩy ghế

Hiện tượng vật lý: Quá trình diễn ra trong chưa tới 0,5 giây, lực đẩy đủ để vượt trọng lực và tốc độ máy bay. An toàn tuyệt đối và ổn định trong mọi điều kiện thời tiết.

Tư vấn và hỗ trợ sử dụng  Ammonium Perchlorate – Amoni Peclorat – NH4ClO4

Nếu bạn đang quan tâm đến việc ứng dụng  Ammonium Perchlorate – Amoni Peclorat – NH4ClO4trong các lĩnh vực như sản xuất công nghiệp, xử lý bề mặt, tổng hợp hóa học, nghiên cứu phòng thí nghiệm hoặc các quy trình chuyên sâu khác, thì việc hiểu rõ tính chất – cơ chế hoạt động của hóa chất này là yếu tố cốt lõi để đạt hiệu quả và đảm bảo an toàn.

Tại KDCCHEMICAL, chúng tôi không chỉ phân phối sản phẩm  Ammonium Perchlorate – Amoni Peclorat – NH4ClO4tại Hà Nội, TP.HCM (Sài Gòn) và trên toàn quốc, mà còn tập trung cung cấp giải pháp kỹ thuật trọn gói.

Với đội ngũ kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm, chúng tôi luôn sẵn sàng đồng hành cùng bạn trong quá trình sử dụng  Ammonium Perchlorate – Amoni Peclorat – NH4ClO4một cách tối ưu, hiệu quả và an toàn.

📩 Để được tư vấn chi tiết hoặc nhận tài liệu kỹ thuật, vui lòng liên hệ:

🔹 Hotline/Zalo: 0867.883.818
🔹 Website: www.kdcchemical.vn
🔹 Email: kdcchemical@gmail.com