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Amoníaco Alerta sobre risco à saúde

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	`N`
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 (pK_a)	9,24 (NH₃/NH₄⁺, em água)^[5] 23 (NH₂⁻/NH₃, em água)^[6] 41 (em DMSO)^[7]
Basicidade (pK_b)	4.75 (reação com H₂O) ^[^{carece de fontes?]}
Estrutura
Forma molecular	Piramidal
Momento dipolar	1.42 D
Termoquímica
Entalpia padrão de formação Δ_fH^o₂₉₈	−46,1 kJ·mol⁻¹^[8]
Riscos associados
Principais riscos associados	Gás tóxico, cáustico, corrosivo
NFPA 704	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, TC_Lo, Inh.)^[10] 0,015 ml·kg⁻¹ (Homem, TDLo, oral)^[11] 5000 ppm·5 min⁻¹ (Homem, LC_Lo, 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, ε_r, 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.

O amoníaco ^{(português europeu)} ou amônia ^{(português brasileiro)} é um composto químico constituído por um átomo de nitrogênio (N) e por três átomos de hidrogênio (H). Estes átomos distribuem-se numa geometria molecular piramidal trigonal 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 (amónia), comporta-se como uma base, originando um Íon amónio, 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 de amoníaco. Neste processo os gases nitrogênio e hidrogênio são combinados diretamente a uma pressão de 20 MPa e a uma temperatura de 500 °C, utilizando o ferro como catalisador. A reação de síntese do amoníaco pode ser representada quimicamente por:

N₂(g) + 3 H₂(g) ⇄ 2 NH₃(g)

A reação é uma reação de equilíbrio químico altamente exotérmica no sentido direto (direção de produção de amoníaco). Para a reação, o nitrogênio é obtido do ar atmosférico, previamente destilado fracionadamente e o hidrogênio é produzido a partir do gás natural.

O amoníaco pode ser, também, produzido através da reação do sal amoníaco com hidróxido de sódio, seguida de um aquecimento para que se liberte o amoníaco, sob a forma de gás. A reação do processo está descrita abaixo:

NH₄Cl_(aq)+ NaOH_(aq) → NH₄OH_(aq) + NaCl_(aq)

NH₄OH_{(aq) + CALOR}→ NH_3(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?]}

O amoníaco e os seus derivados (ureia, nitrato de amônio, entre outros) são usados na agricultura, como fertilizantes e encontram-se, geralmente, na composição de produtos de limpeza. Outro importante derivado do amoníaco é o ácido nítrico.

Amoníaco na refrigeração

O amoníaco 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

O amoníaco foi reconhecido como refrigerante em 1860 quando o francês Ferdinand Carré 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 substituída 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. Mas recentemente voltou a ganhar “o papel principal” nos processos de arrefecimento, pois os CFCs causam um enorme dano à camada de ozônio.

Vantagens

Como fluido usado na refrigeração, o amoníaco 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.
O amoníaco é fabricado 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 o amoníaco entre num mercado muito competitivo em termos de empresas, fábricas e máquinas de refrigeração.

O amoníaco e o ser humano

O amoníaco é utilizado 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).

O amoníaco 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 do amoníaco uma substância muito útil na área da refrigeração. A título de curiosidade pode também referir-se que o amoníaco está também presente nos sistemas de refrigeração e controle térmico nas estações espaciais.

Apesar das vantagens, o amoníaco 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 libertação de amônia.

Meio ambiente

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

Referências

↑ «Informação de Ammonia no livro web NIST» (em inglês). Consultado em 7 de maio de 2007
↑ «Livro Web de Química NIST] (site web do Instituto Nacional de Estándares e Tecnologia dos Estados Unidos) URL» (em inglês). Consultado em 15 de maio de 2007
↑ 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 Arquivado em 2 de junho de 2010, no Wayback Machine.. 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). Consultado em 28 de abril de 2008. Arquivado do original (PDF) em 10 de setembro de 2008
↑ 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.

Ligações externas

[1] «Informação de Ammonia no livro web NIST» (em inglês). Consultado 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» (em inglês). Consultado em 15 de maio de 2007

[NIST-3] National Institute of Standards and Technology: Thermophysikal Properties of Fluid Systems. http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/ aufgerufen am 1. März 2010.

[BGIA-4] Registo de Ammoniak na Base de Dados de Substâncias GESTIS do IFA, accessado em 28 de junho de 2008.

[5] R. Williams: pKa-Data Arquivado em 2 de junho de 2010, no Wayback Machine.. 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.» (PDF) (em inglês). Consultado em 28 de abril de 2008. Arquivado do original (PDF) em 10 de setembro de 2008

[afgg-10] Archiv für Gewerbepathologie und Gewerbehygiene. Vol. 13, 1955, S. 528.

[ajem-11] American Journal of Emergency Medicine. Vol. 3, 1985, S. 320.

[tb-12] Tabulae Biologicae. Vol. 3, Pg. 231, 1933.

[fedpro-13] Federation Proceedings. In: Federation of American Societies for Experimental Biology. Vol. 41, 1982, S. 1568.

[toxdc-14] W. B. Deichmann: Toxicology of Drugs and Chemicals. Academic Press, Inc., New York 1969, S. 607.

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Geometria

Obtenção

Aplicações

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