Amoníaco
Conceito de amônia
Amoníaco Alerta sobre risco à saúde | |
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Nome IUPAC | Amônia |
Outros nomes | Nitreto de Hidrogênio Spirit of Hartshorn Nitro-Sil Vaporole [1] |
Identificadores | |
Número CAS | |
PubChem | |
Número RTECS | BO0875000 |
SMILES |
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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 ΔfH |
−46,1 kJ·mol−1[8] |
Riscos associados | |
Principais riscos associados |
Gás tóxico, cáustico, corrosivo |
NFPA 704 | |
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 |
Página de dados suplementares | |
Estrutura e propriedades | n, εr, etc. |
Dados termodinâmicos | Phase behaviour Solid, liquid, gas |
Dados espectrais | UV, IV, RMN, EM |
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 hidrogênio (H). Estes átomos distribuem-se numa geometria molecular piramidal e a fórmula química do composto é NH3.
Geometria
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.
Obtenção
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:
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
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
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
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 directamente relacionada com a refrigeração actual do amoníaco.
É de salientar que a amónia foi substituído pelos clorofluorcarbonetos (CFC's) 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 CFC's causam um enorme dano à camada de ozónio.
Vantagens
Como fluido usado na refrigeração, a amónia 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 amónia entre num mercado muito competitivo em termos de empresas, fábricas e máquinas de refrigeração.
A amónia e o Homem
A amónia 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 amónia 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 amónia 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 amónia apresenta também alguns riscos:
- Ingestão: Perigoso. Os sintomas incluem náusea e vómitos, causando danos aos lábios, boca e esófago.
- 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 libertação de amónia.
Meio Ambiente
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 e oxigênio. 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
- ↑ (em inglês) Informação de Ammonia no livro web NIST http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?Name=Ammonia Informação de Ammonia no livro web NIST Verifique valor
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(ajuda). Consultado em 7 de maio de 2007. Verifique data em:|acessodata=
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(ajuda) - ↑ National Institute of Standards and Technology: Thermophysikal Properties of Fluid Systems. http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/ aufgerufen am 1. März 2010.
- ↑ a b c d Registo de Ammoniak na Base de Dados de Substâncias GESTIS do IFA, accessado em 28 de Junho de 2008.
- ↑ R. Williams: pKa-Data. eingesehen am 9. August 2009 (PDF).
- ↑ Meyer Christen: Grundlagen der allgemeinen und anorganischen Chemie. Diesterweg, 1997, ISBN 978-3-79355493-6.
- ↑ 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).
- ↑ PAETEC Formelsammlung. Ausgabe 2003, S. 116.
- ↑ «MSDS Sheet] da Companhia de Serviços W.D.» (PDF) (em inglês)
- ↑ Archiv für Gewerbepathologie und Gewerbehygiene. Vol. 13, 1955, S. 528.
- ↑ American Journal of Emergency Medicine. Vol. 3, 1985, S. 320.
- ↑ Tabulae Biologicae. Vol. 3, Pg. 231, 1933.
- ↑ Federation Proceedings. In: Federation of American Societies for Experimental Biology. Vol. 41, 1982, S. 1568.
- ↑ W. B. Deichmann: Toxicology of Drugs and Chemicals. Academic Press, Inc., New York 1969, S. 607.