1.

Produo

O cido ntrico obtido pela reao do dixido de nitrognio (anidrido ntrico, NO2) com a gua.

3 NO2 + H2O 2 HNO3 + NONormalmente, o xido ntrico produzido pela reao reoxidado por oxignio no ar para produzir dixido de nitrognio adicional. cido ntrico diludo pode ser concentrado por destilao at um cido a 68%, o qual um azetropo mximo de ebulio contendo 32%. Industrialmente, cido ntrico mais concentrado produzido por dissolver dixido de nitrognio adicional no cido ntrico a 68% em uma torre de absoro. xidos de nitrognio quaisquer dissolvidos so demovidos no caso de cido ntrico fumegante branco, ou permanecem na soluo para formar um cido ntrico fumegante vermelho.

Planta de produo de cido ntrico (www.sabinmetal.com).

Processo Ostwald

A produo massiva do cido ntrico via o processo Ostwald, nomeado devido ao qumico alemo Wilhelm Ostwald. Neste processo, amnia anidra (NH3) oxidada a xido ntrico pelo oxignio (O2) a 850C (cita-se tambm 900) e 5 atmosferas de presso, com a ajuda de catalisadores de platina e rdio, para resultar no gs NO. Por usar amnia derivada do processo Haber, o produto final pode ser produzido do

nitrognio, hidrognio, e oxignio os quais so derivados do ar e gs natural como nicas matrias primas.

cido ntrico a partir do ar (editado de kojomoe.files.wordpress.com).

Matrias-Primas

As matrias-primas essenciais da fabricao moderna do cido ntrico so a amnia anidra, o ar, a gua e uma tela de platina-rdio como catalisador. Em virtude da sua pequena massa molecular, a amnia pode ser transportada economocamente desde as grandes usinas primrias de fixao do nitrognio atmosfrico at as fbricas de oxidao, nos centros consumidores. A amnia anidra tambm pode ser transportada em tanques de ao, enquanto o cido ntrico requer carros-tanque em ao inoxidvel, que pesam muito mais.

Reaes fundamentais

A reao descrita como sendo:

4 NH3 (g) + 5 O2 (g) 4 NO (g) + 6 H2OO xido ntrico ento reagido com oxignio no ar para formar dixido de nitrognio.

4 NO (g) + O2 (g) 2 NO2 (g)Este subsequentemente absorvido em gua para formar o cido ntrico e xido ntrico. O xido ntrico reciclado para reoxidao, por condensao a temperatura de 37.8 C ou menos e a presso de 115 psia (7,8 bar). Mas tambm a reao pode ser realizada com a adio de oxignio, conduzindo diretamente ao cido ntrico.

4 NO2 (g) + 2 H2O (l) + O2 4 HNO3Com a seguinte reao intermediria:

2 NO2 + O2 2 NO2 + N2O4Uma segunda corrente de ar entrando na coluna de absoro oxida o NO e remove o NO2 do cido produzido. Operaes a mais altas presses conduzem produo de cido ntrico

de maior concentrao por aumentar a absoro em gua e aumentar a presso parcial de NOx. O produto final da torre de absoro possui concentrao de 55 a 65 % em peso deHNO3.

Concentrao do produto final

A concentrao deste cido se d em processo com a presena de cido sulfrico concentrado, normalmente em 60 a 67% em peso em relao ao cido ntrico. O cido sulfrico necessrio devido formao do azetropo da gua com o cido ntrico. As colunas de destilao nomalmente operam a presses prximas da atmosfrica, podendo-se por este processo obter-se cido ntrico a 99% de concentrao, mas ainda contendo NO2. O sistema cido ntrico-gua altera-se com a presena de cido sulfrico para o seguinte grfico:

Editado de www.cheresources.com

Fluxograma do processo de concentrao do cido ntrico atravs do cido sulfrico (www.cheresources.com).

Reaes e variaes de energia

As reaes essenciais para a produo do cido ntrico pela oxidao do amonaco podem ser representadas da seguinte forma.

4 NH3(g) + 5 O2(g) 4 NO(g) + 6 H2O

(1)

H298C=-216,6 kcal ou -903 kJ

4 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g)H298C=-27,1 kcal ou -116,3 kJ

(2)

3 NO2(g) + H2O(l) 2 HNO3(g) + NO(g)H298C=-32,2 kcal ou -134,7 kJ

NH3(g) + O2(g) 1/2 N2O(g) + 3/2 H2OH=-65,9 kcal Diversas reaes paralelas reduzem um tanto o rendimento da reao (1).

4 NH3(g) + 3 O2(g) 2 N2(g) + 6 H2OH298C=-302,7 kcal

4 NH3(g) + 6 NO(g) 5 N2(g) + 6 H2OH298C=-431,9 kcal

2 NO2(g) N2O4(g)H=-13,9 kcal A reao (1) uma reao cataltica muito rpida, que se efetua pela passagem de amnia, a cerca de 10% em volume, misturada com ar pr-aquecido, atravs de uma tela muito fina, em vrias camadas, de platina (10%) e rdio, aquecida a uma temperatura de aproximadamente 920C ou menos; uma vez inflamado, a amnia continua a queimar. O rendimento de 94 a 95%. A consante de equilbrio das reaes (1) e (2), para a produo de NO2 a 627C, de 9,94x1014. Esta reao realizada usualmente auma presso de 100 psi (7 atm, aproximadamente). Na Europa, a presso operacional de uma 3 atm e a temperatura fica nas vizinhanas de 815 C, o que provoca menores perdas de platina e uma velocidade de produo mais baixa.

Conforme se v na reao (1), o aumento de volume pequeno, de modo que o princpio de Le Chatelier no afeta substancialmente o equilbrio. grande o volume de publicaes sobre a industrializao destas reaes. -Catalitic Oxidation Of Ammonia on Platinum, Chem. Eng. Sci. 21, 19 (1966) -Three New Acid Processes, Chem. Eng. Prog., 68 (4), 67 (1972) -Magnetic SeparatrorsImprove Nitric Acid Yields, Chem. Eng. Prog., 70 (3), 81 (1974) -Concentrate Nitric Acid Made At Lower Pressure, Chem. Eng. (N.Y.) 79 (29), 50 (1972); -Sorgenti e Sachsel, Nitric Acid Manufactureing Theory and Practice, Ind. Eng. Chem., 52, 101 (1960). -Strelzoff, Commercial HNO3 Processes, Chem. Eng. (N.Y.) maio de 1956, pg. 171. -Douglas, Nitric Acid, Oxford, 1961.

-Weatherly, Nitric Acid, Chem. Eng. (N.Y.) 71 (7), 38 (1964) O aumento de presso, entretanto, graas compresso dos reagentes, possibilita atingir maior velocidade espacial, com que se efetuam economias na fbrica at que a presso tenha um nvel to elevado que o custo da espessura maior da chapa de ao inoxidvel mais do que contrabalana a economia realizada no porte do equipamento por libra produzida. A presso de oxidao tambm fornece um cido com 60 a 70% de HNO3, em comparao com o HNO3 a 50 a 55%, que se obtm na oxidao atmosfrica. A velocidade da converso da amnia extraordinariamente elevada, dando converso excelente num certo tempo de contato de 3x10-4 s a 750C, com a fina tela de platina e rdio, o catalisador. Por isso, na prtica industrial, econmico misturar inicialmente todo o ar com a amnia necessria para as reaes (1) e (2). A oxidao do NO a NO2 a reao mais lenta, mas o equilbrio mais favorvel em temperaturas mais baixas. Por isso, a reao realizada em absorvedores de grande capacidade, com resfriamento em todas as bandejas superiores. Em virtude da diminuio de volume, esta reao favorecida pela presso alta de acordo com o princpio de Le Chatelier. Embora estas circunstncias aumentem o custo do equipamento para efetivar a oxidao do xido ntrico, contribuem tambm para o aumento da converso. necessrio, no projeto de uma usina, saber a durao da reao, para que se possa calcular o volume necessrio do equipamento.

3 NO2 + H2O 2 HNO3 + NO (3)A equao (3) na realidade um fenmeno de absoro. Esta reao, na opinio de Taylor, Chilton e Handforth, a controladora de velocidade na fabricao do cido ntrico, e sua velocidade pode ser aumentada pelo emprego de uma torre de absoro sob presso e com resfriamento, usando-se cido de diferentes concentraes, em contracorrente, para efetivar a absoro. O ar quente introduzido numa seo curta, recheado por anis de Raschig, entre a torre e o coletor de cido. Com isto, provoca-se a reoxidao do NO formado e tambm dessorve-se (alveja-se) o xido nitroso dissolvido, que atribui colorao ao cido.

Anis de Raschig de porcelana de diversos tamanhos www.porcelanarex.com.br).

Ocorre no processo tambm a reao reversvel:

2 NO2 N2O4Os gases NO2 e N2O4 so passados por tubos resfriados gua para uma torre maior (um tanque de oxidao) onde a oxidao completada. Os produtos ento vo para torres de absoro (de at 30 metros de altura), as quais so normalmente feitas de ao inoxidvel e que podem ser de dois tipos. Em um processo (o qual usa vrias torres) gua borrifada na descendente em cada torre, a qual preenchida com anis Raschig cermicos ou de grs, com os gases em ascenso. O outro mtodo usa uma torre contendo bandejas contendo borbulhadores com campnulas similares aqueles usados nas torres de fracionamento de petrleo e os gases em ascenso entram em contato ntimo com a gua na descendente. Algum cido ntrico sempre formado antes do estgio de absoro pela ao da gua condensada no processo de resfriamento, e este misturado com o cido a 60% na parte final das torres de absoro. O cido que sai das torres esverdeado, mas estes podem ser removidos por borbulhamento de ar atravs do lquido. As pequenas quantidades de xidos de nitrognio restantes nos "fumos nitrosos" remanescentes no fim do processo podem ser, mas apenas ocasionalmente, absorvido em soluo de carbonato de sdioi diluda para produzir nitrito de sdio, o qual utilizado na indstria de corantes.

NO + NO2 + Na2CO3 2 NaNO2 + CO2Observao: Algumas das referncias aqui citadas so ligadas ao artigo principal cido Ntrico.

Perigos mais importantes: O cido ntrico corrosivo e txico, enrgico oxidante, podendo levar inflamabilidade outros combustveis. Manuseie o produto com segurana. Suas reaes com compostos como: Cianetos, Sulfeto de Hidrognio, lquidos e gases combustveis, Cetonas, Enxofre, Anidrido Actico, Aminas Aromticas, Hidrazinas, podem ser exotrmicas e explosivas. Efeitos do produto: Corrosivo e oxidante. Efeitos adversos sade humana: O cido ntrico muito corrosivo para a pele, olhos, aparelho digestivo e trato respiratrio. Os fumos e vapores de cido ntrico podem se constituir numa mistura de xidos de nitrognio quando reagindo com materiais metlicos ou compostos orgnicos. Os xidos de nitrognio resultantes destas reaes qumicas, particularmente o dixido de nitrognio (NO2), quando aspirados em maiores concentraes causam dificuldades respiratria, edema agudo de pulmo, perda da conscincia, podendo levar a morte.

Inalao: A inalao de vapores de cido ntrico produz irritao das vias areas superiores, causando espirros, tosse, dor no trax, dificuldade respiratria, salivao e tontura, podendo evoluir para edema pulmonar e morte. Contato com os olhos: O contato com os olhos causa descolorao amarelada e graves queimaduras, que podem culminar com a perda da viso. Contato com a pele: Em contato com a pele pode causar desde irritao moderada a serias leses, em funo da concentrao e do tempo de ao. Ingesto: Na ingesto aparecem escaras amareladas nos lbios, na lngua e no cu da boca. A necrose do tubo digestivo, com perfurao gstrica, pode evoluir com asfixia por edema de glote, convulses e coma. Queimadura: A queimadura da pele produz manchas amarelo-acastanhadas, dolorosas, que podem vir acompanhadas de formao de bolhas ou leses necrticas que se aprofundam progressivamente. Efeitos ambientais: Pode contaminar cursos de guas, tornando-os imprprios para uso em qualquer finalidade. Altas concentraes no ar pem em risco a vida humana e animal. Perigos fsicos e qumicos: O cido ntrico pode reagir violentamente com combustveis orgnicos e bases fortes, oxidar materiais como madeira e metais particulares. corrosivo para papis e roupas, reage com gua liberando calor e fumos txicos. Perigos especficos: Evite a exposio do produto ao calor e materiais incompatveis. Suas reaes com compostos como os Cianetos, sulfeto de hidrognio, lquidos e gases combustveis, cetonas, enxofre, anidrido actico, aminas aromticas, podem ser exotrmicas e explosivas. Principais sintomas: A inalao de vapores de cido ntrico produz irritao das vias areas superiores, causando espirros, tosse, dor no trax, dificuldade respiratria, salivao e tontura, podendo evoluir para edema pulmonar e morte. Classificao do produto qumico: Corrosivo. Viso geral de emergncias: Dependendo das propores, isole e evacue a rea em casos de vazamento e/ou derramamento. Procure bloquear o vazamento, conter o lquido derramado ou transferir o produto. Fique com o vento soprando as suas costas, durante o atendimento emergencial. O acesso das pessoas nas reas contaminadas s deve ser permitido se estiverem usando roupas especficas e proteo respiratria adequada, com filtro para gases cidos (ou combinados) ou mscaras autnomas ou com aduo de ar.

2.

MANUSEIO E ARMAZENAGEM

Manuseio: Medidas tcnicas: Previna danos fsicos aos tanques, tubulaes, etc. E isole de substncias incompatveis.

Preveno da exposio do trabalhador: Submeta todo sistema a um controle peridico de manuteno. Mantenha equipe permanentemente treinada. Preveno de incndio e exploso: O cido ntrico no combustvel, mas pode provocar fogo quando em contato com outros combustveis ou materiais orgnicos. Reage com a maioria dos metais liberando gs de hidrognio, que pode formar misturas explosivas com o ar. Precaues para manuseio seguro: Para reduzir a possibilidade de risco potencial sade, assegure ventilao suficiente ou existncia de exausto no local para controlar a concentrao ambiente a nveis baixos. Utilizar sempre os equipamentos de proteo individual: roupas especficas e proteo respiratria adequada, com filtros para gases cidos (ou combinados) ou mscaras autnomas ou com aduo de ar. Orientaes para manuseio seguro: Evite contato com materiais incompatveis e contaminaes ambientais, conforme mencionado nos campos anteriores. Armazenagem: Medidas tcnicas apropriadas; Condies de armazenamento: Siga a orientao do fabricante do equipamento. Adequadas: Utilize sempre material especificado compatvel com cido ntrico concentrado. Carretas e tanques para armazenamento: Chapas: ao inox ASTM A-240 TP 302 L. Flanges: ao inox ASTM A-182 F 304 L.

Tubos: ao inox ASTM A-312 TP 304 L. Conexes: ao inox ASTM A-351 WP 304 L. Vlvulas: ao inox ASTM A-531 CF 3. A evitar: Evitar luz e calor, evitar contato com material orgnico ou incompatvel. De sinalizao de risco: Placas de sinalizao contendo a indicao CORROSIVO.

3.

CONTROLE DE EXPOSIES E PROTEO INDIVIDUAL

Medidas de controle de engenharia: Para reduzir a possibilidade de risco potencial sade assegure ventilao suficiente ou existncia de exausto no local para a concentrao ambiente a nveis baixos. Parmetros de controle especficos: Limites de exposio ocupacional: TLV-TWA : 2 ppm (5 mg/m) (ACGIH) TLV-STEL: 4 ppm (~10 mg/m) (ACGIH) Brasileiro: no definido pela NR-15 da Portaria 3214/78 do Ministrio do trabalho e Emprego. Indicadores biolgicos: Vide quadro I da Portaria 3214/78 do Ministrio do trabalho e Emprego (www.Mte.gov.br) Procedimentos recomendados para monitoramento: Submeta os individuos expostos a provas peridicas de funo respiratria, o exame mdico peridico deve enfatizar a possibilidade de ocorrncia de hiper-reatividade brnquica em exposies de longo prazo. Equipamento de proteo individual apropriado: Proteo respiratria: Use proteo respiratria se necessrio. Mscara panorama com filtro contra gases cidos ou multiuso. Em grandes concentraes utilize mscara autnoma. Ateno: Mscaras com filtros mecnicos, no protegem trabalhadores expostos atmosfera deficiente de oxignio. Proteo das mos: Utilize luvas resistentes a cidos.

Proteo dos olhos: Use culos de segurana contra produtos qumicos ou protetores faciais. Proteo da pele e do corpo: Utilize roupas de PVC resistentes a cidos. Medidas de higiene: Mantenha os locais de trabalho dentro dos padres de higiene. Nunca coma, beba ou fume em rea de trabalho. Pratique boa higiene pessoal principalmente antes de comer, beber e fumar. Separe ferramentas e roupas contaminadas, assegurando que as mesmas sejam efetivamente lavadas antes de nova utilizao.

4.

INFORMAES TOXICOLOGICAS

Informaes de acordo com as diferentes vias de exposio: Toxicidade aguda: A inalao de vapores de cido ntrico produz, inicialmente, irritao das vias areas superiores, causando espirros, tosse, dor no trax, dificuldade respiratria, salivao e tontura, podendo evoluir para edema pulmonar e morte. Efeitos locais: O cido ntrico muito corrosivo para a pele, olhos, aparelho digestivo e trato respiratrio. Sensibilizao: Evite contato com o produto. Utilize sempre os equipamentos de proteo individual. Toxicidade crnica: Exposio reiterada a concentraes acima dos limites de tolerncia para exposio ocupacional pode determinar distrbios funcionais respiratrios. Efeitos toxicologicamente sinrgicos: Tabagismo, no desenvolvimento de bronquite crnica. Efeitos especficos: No tem efeitos carcinognicos, segundo a International Agency for research in Cancer IARC.

5.

INFORMAES ECOLOGICAS

Efeitos ambientais, comportamentos e impactos do produto : Mobilidade: O produto um enrgico oxidante. Persistncia / degradabilidade: O produto liberado tende a formao de Nox.

Bioacumulao: Contamina o solo, necessitando um trabalho de neutralizao e recomposio. Comportamento esperado: Rpida dissipao da nuvem gasosa. Devido natureza orrosiva do cido ntrico, animais expostos a este produto podero sofrer danos teciduais e ser levados morte, dependendo da concentrao ambiental. As plantas contaminadas com o produto podem adversamente ser afetadas ou destrudas. Ecotoxicidade: No disponvel.

6.

CONSIDERAES SOBRE TRATAMENTO E DISPOSIES

Mtodos de tratamento e disposio: Produto: Neutralize lenta e cuidadosamente com cal se possvel. Restos de produtos: Recolha e armazene adequadamente o produto derramado para posterior reutilizao ou disposio final. Consulte rgo de controle ambiental local. Embalagem usada: Tambores ou bombonas.

7.

INFORMAES SOBRE TRANSPORTE

Transporte Terrestre: Decreto n 96.044 de 18/05/88 - Aprova o regulamento para o Transporte Rodovirio de Produtos Perigosos. Fluvial: No encontrado. Martimo: IMDG International Maritime Dangerous Goods Code. Areo: ICAO -TI / IATA DGR. Regulamentaes adicionais: Nmero da ONU: 2031 Nome para embarque: cido Ntrico Classe de Risco: Corrosivo Nmero de risco: 80 Grupo de embalagem: produto vendido a granel.

8.

REGULAMENTAES

Devem ser seguidas as determinaes contidas no decreto que regulamentou o transporte Rodovirio de Produtos Perigosos.

9.

OUTRAS INFORMAES

As indicaes baseiam-se no nvel atual dos nossos conhecimentos e servem para a caracterizao do produto no que se refere s medidas de segurana a tomar. Estas indicaes no implicam qualquer garantia de propriedades do produto descrito.