Amoníaco

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Amoníaco
Alerta sobre risco à saúde
Ammonia-2D-dimensions.png Ammonia-3D-vdW.png
Nome IUPAC Amônia
Outros nomes Nitreto de Hidrogênio
Spirit of Hartshorn
Nitro-Sil
Vaporole [1]
Identificadores
Número CAS 7664-41-7
PubChem 222
Número RTECS BO0875000
SMILES
InChI InChI=1/H3N/h1H3
Propriedades
Fórmula molecular NH3
Massa molar 17.0306 g/mol
Aparência Gás incolor com forte odor pungente.
Densidade 0.6942 [2]
0,639 kg·m−3 (líquido a 0 °C, 4,294 bar) [3]
Ponto de fusão

−77,7 °C[4]

Ponto de ebulição

−33 °C[4]

Solubilidade em água 541 g·l−1 (20 °C)[4]
Pressão de vapor 8573 hPa (20 °C)[4]
Acidez (pKa) 9,24 (NH3/NH4+, em água)[5]
23 (NH2/NH3, em água)[6]
41 (em DMSO)[7]
Basicidade (pKb) 4.75 (reação com H2O) [carece de fontes?]
Estrutura
Forma molecular Piramidal
Momento dipolar 1.42 D
Termoquímica
Entalpia padrão
de formação
ΔfHo298
−46,1 kJ·mol−1[8]
Riscos associados
Principais riscos
associados
Gás tóxico, cáustico, corrosivo
NFPA 704
NFPA 704.svg
1
3
0
 
Frases R R10, R23, R34, R50
S1/2, S16, S36/37/39,
S45, S61
Ponto de fulgor Nenhum[9]
Temperatura
de auto-ignição
651 °C
LD50 20 ppm (Homem, TCLo, Inh.)[10]
0,015 ml·kg−1 (Homem, TDLo, oral)[11]
5000 ppm·5 min−1 (Homem, LCLo, Inh.)[12]
4230 ppm·1 h−1 (Camundongo, LC50, Inh.)[13]
2000 ppm·4 h−1 (Rato, LC50, Inh.)[14]
Compostos relacionados
Outros aniões/ânions Hidróxido de amônio (NH4OH)
Cloreto de amônio (NH4Cl)
Água
Fosfina (PH3)
Metano
Outros catiões/cátions Amida de sódio
compostos de hidrogênio e nitrogênio relacionados íon amônio (NH4+)
Hidrazina (N2H4)
Ácido hidrazóico (HN3)
Compostos relacionados Hidroxilamina
Cloramina
Metilamina
Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições normais de temperatura e pressão

Referências e avisos gerais sobre esta caixa.
Alerta sobre risco à saúde.

A amônia ou gás amônia, também chamado de amoníaco em solução aquosa, é um composto químico constituído por um átomo de nitrogênio (N) e três átomos de hidrogénio (H). Estes átomos distribuem-se numa geometria molecular piramidal e a fórmula química do composto é NH3.

Geometria[editar | editar código-fonte]

A molécula não é plana, apresentando geometria piramidal com angulação de aproximadamente 107,8º. Esta geometria ocorre devido à formação de orbitais híbridos sp³. Em solução aquosa se comporta como uma base transformando-se num íon amônio, NH4+, com um átomo de hidrogênio em cada vértice do tetraedro.

Uma molécula de amônia com representação de suas nuvens eletrônicas.

Obtenção[editar | editar código-fonte]

Atualmente o processo de Haber-Bosch (cujo desenvolvimento valeu a Fritz Haber e a Carl Bosch o Prémio Nobel da Química de 1918 e 1931, respectivamente) é o mais importante método de obtenção da amônia. Neste processo os gases nitrogênio e hidrogênio são combinados diretamente a uma pressão de 20 MPa e temperatura de 500°C, utilizando o ferro como catalisador. Reação de síntese do amoníaco:

N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g)

A reação é na uma reação de equilíbrio químico altamente exotérmica na direção de produção de amônia. Para a reação da amônia, o nitrogênio é obtido do ar atmosférico previamente destilado fracionadamente e o hidrogênio produzido a partir do gás natural.

A amônia pode ser produzida também com a reação do sal amoníaco com hidróxido de sódio, e depois

deve-se aquecer a solução para se liberar o gás amônia. A reação do processo está descrita abaixo:

NH4Cl(aq) + NaOH(aq) → NH4OH(aq) + NaCl(aq)

NH4OH(aq) + CALOR → NH3(g) + H2O(g)

Aplicações[editar | editar código-fonte]

Muito usado em ciclos de compressão (refrigeração) devido ao seu elevado calor de vaporização e temperatura crítica. Também é utilizado em processos de absorção em combinação com a água.[carece de fontes?]

A amônia e seus derivados ureia, nitrato de amônio e outros são usados na agricultura como fertilizantes. Também é componente de vários produtos de limpeza. Outro produto importante derivado da amônia é o ácido nítrico.

Amônia na refrigeração[editar | editar código-fonte]

A amônia utiliza-se como refrigerante há mais de 120 anos e, por isso, as suas propriedades e aplicações são bastante conhecidas. No entanto, é devido a certos inconvenientes que esta substância apresenta, no que respeita à segurança, quanto ao uso do amoníaco, limita-se exclusivamente a grandes fábricas e indústrias que necessitam do uso deste composto.

História[editar | editar código-fonte]

A amônia foi reconhecida como refrigerante em 1860 quando o francês Ferdinand Carre criou um sistema de refrigeração do tipo “absorção”, onde se utilizava o amoníaco como refrigerante e a água como agente de absorção. Aproximadamente uma década depois, o americano David Byle desenvolveu um compressor que se podia usar com amoníaco.

Ambas estas técnicas se vieram a desenvolver posteriormente, sendo que a estrutura básica do compressor elaborada em 1870 ainda se utiliza e está diretamente relacionada com a refrigeração atual do amoníaco.

É de salientar que a amônia foi substituído pelos cloro-fluorcarbonetos (CFCs) nos anos trinta do século XX, pois o seu destino era outro. Servia para o combate, nomeadamente na fabricação de armas e explosivos. Mais recentemente voltou a ganhar “o papel principal” nos processos de arrefecimento, pois os CFCs causam um enorme dano à camada de ozônio.

Vantagens[editar | editar código-fonte]

Como fluido usado na refrigeração, a amônia apresenta numerosas características e vantagens, sendo as mais importantes as seguintes:

  • Possui boas propriedades termodinâmicas, de transferência, de calor e de massa, em particular dentro das condições definidas pelos serviços e o rendimento das máquinas utilizando amoníaco é dos melhores.
  • É quimicamente inerte para os elementos dos circuitos frigoríficos, com exceção do cobre.
  • O amoníaco não se mistura com o óleo lubrificante.
  • É facilmente detectável em caso de fuga por apresentar um odor pungente muito característico, desta forma, é muito difícil ter uma falha de circuito.
  • A amônia é fabricada para muitos mais usos além da refrigeração, o que permite a manutenção do seu preço baixo e acessível. Em qualquer caso, o preço do amoníaco é muito inferior ao custo total da maioria dos outros refrigerantes e para além disso, quantidades inferiores permitem o mesmo efeito.

Estas características fazem com que a amônia entre num mercado muito competitivo em termos de empresas, fábricas e máquinas de refrigeração.

A amônia e o Homem[editar | editar código-fonte]

A amônia é utilizada em circuitos frigoríficos há mais de um século, em máquinas de compressão mecânica de potências médias e grandes (estima-se que no Mundo inteiro existam 300.000 instalações a compressão de amoníaco), e em máquinas frigoríficas de pequenas potências (refrigeradores e frigoríficos domésticas) e a grande potência (em especial para a recuperação de calor industrial).

A amônia é uma substância produzida em grandes quantidades por sociedades químicas. Fica queimado quando a condensação do ar atinge valores entre 16 e 25% e é inflamável quando atinge a temperatura de 651°C. Estes dois valores mostram que o risco de inflamação da amônia é muito limitado. São estas características que fazem da amônia uma substância muito útil na área da refrigeração. A título de curiosidade pode também referir-se que a amônia está também presente nos sistemas de refrigeração e controle térmico nas estações espaciais.

Apesar das vantagens, a amônia apresenta também alguns riscos:

  • Ingestão: Perigoso. Os sintomas incluem náusea e vômitos, causando danos aos lábios, boca e esôfago.
  • Inalação: Os vapores são extremamente irritantes e corrosivos.
  • Pele: Soluções concentradas podem produzir queimaduras severas e necroses.
  • Olhos: Pode causar danos permanentes, inclusive em quantidades pequenas.
  • Urina humana: A urina é normalmente estéril quando é expelida e tem apenas um vago odor. O cheiro desagradável de urina deteriorada deve-se à ação de bactérias que provocam liberação de amônia.

Meio Ambiente[editar | editar código-fonte]

A amônia é facilmente biodegradável. As plantas o absorvem com muita facilidade, sendo um nutriente muito importante como fornecedor de nitrogênio para a produção de compostos orgânicos azotados. Em concentrações muito altas, por exemplo, na água de consumo, pode causar danos graves, já que a amônia interfere no transporte do oxigênio pela hemoglobina, entre outros efeitos nefastos. Os organismos necessitam, nesse caso, de manter uma baixa concentração de amônia que, caso contrário torna-se particularmente tóxico.

Referências

  1. Informação de Ammonia no livro web NIST Título não preenchido, favor adicionar (em inglês). Página visitada em 7 de maio de 2007..
  2. Livro Web de Química NIST (site web do Instituto Nacional de Estándares e Tecnologia dos Estados Unidos) URL Título não preenchido, favor adicionar] (em inglês). Página visitada em 15 de maio de 2007.
  3. National Institute of Standards and Technology: Thermophysikal Properties of Fluid Systems. http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/ aufgerufen am 1. März 2010.
  4. a b c d Registo de Ammoniak na Base de Dados de Substâncias GESTIS do IFA, accessado em 28 de Junho de 2008.
  5. R. Williams: pKa-Data. eingesehen am 9. August 2009 (PDF).
  6. Meyer Christen: Grundlagen der allgemeinen und anorganischen Chemie. Diesterweg, 1997, ISBN 978-3-79355493-6.
  7. Frederick G. Bordwell, George E. Drucker, Herbert E. Fried: Acidities of Carbon and Nitrogen Acids: The Aromaticity of the Cyclopentadienyl Anion. In: J. Org. Chem. 46, 1981, S. 632–635 (DOI:10.1021/jo00316a032).
  8. PAETEC Formelsammlung. Ausgabe 2003, S. 116.
  9. MSDS Sheet da Companhia de Serviços W.D.] (em inglês).
  10. Archiv für Gewerbepathologie und Gewerbehygiene. Vol. 13, 1955, S. 528.
  11. American Journal of Emergency Medicine. Vol. 3, 1985, S. 320.
  12. Tabulae Biologicae. Vol. 3, Pg. 231, 1933.
  13. Federation Proceedings. In: Federation of American Societies for Experimental Biology. Vol. 41, 1982, S. 1568.
  14. W. B. Deichmann: Toxicology of Drugs and Chemicals. Academic Press, Inc., New York 1969, S. 607.

Ligações externas[editar | editar código-fonte]