Amoníaco

 Nota: Não confundir com Amônio.

Amoníaco
Nomes
Nome IUPAC	Amônia
Outros nomes	Nitreto de Hidrogênio Spirit of hartshorn Nitro-Sil Vaporole[1]
Amoníaco Identificadores Número CAS 7664-41-7 PubChem 222 Número RTECS BO0875000 SMILES   N InChI   InChI=1/H3N/h1H3
Amoníaco Propriedades Fórmula química 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?]
Amoníaco Estrutura Forma molecular Piramidal Momento dipolar 1.42 D
Amoníaco Termoquímica Entalpia padrão de formação ΔfHo298 −46,1 kJ·mol−1[8]
Amoníaco 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, 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]
Amoníaco 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.

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.

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.

Ver artigo principal: Síntese do amoníaco

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^[15][16][17]. 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 que resulta em emissões de CO2^[18]. O planejamento estratégico de alto nível visa a produção de amônia renovável utilizando hidrogênio proveniente da eletrólise da água por meio de eletricidade renovável (energia solar e eólica)^[19][20]. Os países do Cinturão Solar têm um bom potencial para produzir amônia renovável e reduzir sua dependência da importação de fertilizantes^[21][22][23]. A longo prazo, esses países poderão se tornar exportadores.

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)

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.

A amônia é considerada um importante vetor energético nos futuros sistemas de energia^[24][25].

É utilizado em automóveis para reduzir as emissões nocivas de NOx (redução catalítica seletiva, SCR)^[26][27].

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.

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.

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 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.

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.

Ver artigo principal: Desintoxicação de amoníaco

Referências

• A síntese da amônia: alguns aspectos históricos ; Aécio Pereira Chagas - www.scielo.br
• Hazardous Chemical Database. - ull.chemistry.uakron.edu (em inglês)
• CID 222 de PubChem