equilíbrio químico- amonÍaco

A IMPORTÂNCIA DO

AMONÍACO COMO

MATÉRIA-PRIMA

Item 1Item 1A importância do azoto para os seres vivosA importância do azoto para os seres vivos

O que é o azoto?azoto?

O azoto O azoto éé o go gáás que existe em maior s que existe em maior abundância na atmosfera terrestreabundância na atmosfera terrestre……

A importância do azoto para os seres vivosA importância do azoto para os seres vivos

� Faz parte do 5º grupo da Tabela Periódica dos Elementos e o seu símbolo químico é o N. É um composto insípido, indolor e incolor que não reage ( em condições ambientais normais ) com a grande maioria dos reagentes.

O ciclo do azotoO ciclo do azoto� Segundo o ciclo do azoto os animais obtém este composto de modo indirecto, através da ingestão de proteínas, quer de carácter animal, quer de carácter vegetal!


� As plantas apresentam alguma dificuldade no seu processo de absorção de azoto, por isso não são capazes de o utilizar sob a sua forma molecular. Aliás são muito poucos os organismos que possuem essa capacidade.

� Assim sendo, o azoto molecular é então decomposto em iões nitrato e em amoníaco para que possa ser utilizado a nível biológico. Este processo denomina-se fixafixaçção do azoto. ão do azoto.


� O processo de fixação do azoto ocorre por intermédio de reacções químicas, aquando da ocorrência de descargas eléctricas. Também pode ocorrer por intermédio de bactérias presentes nos solos e nas raízes de algumas plantas ( exemplo: soja ) .No entanto, para a maioria das plantas, o azoto útil provém de outras fontes.

� Para a agricultura o azoto é fornecido sob a forma de amoníaco. ( Fertilizante )


O ciclo do azotoO ciclo do azoto


� Até ao séc. XX os compostos azotados conhecidos baseavam-se excrementos de aves marinhas (guano ) e em nitrato de Sódio.No ano de 1900 verificou-se o esgotamento da reserva de guano e tendo em conta o consumo de nitrato de Sódio, este acabaria por rapidamente esgotar também.

� Os químicos pensaram em transformar o azoto (que se encontrava na atmosfera), em fertilizante agrícola. O azoto é um composto com baixa reactividade, o que torna a tarefa difícil.

A produA produçção do amonão do amonííacoaco

Item 2Item 2


� Em 1909 Fritz Haber descobriu uma forma de produzir amoníaco que veio auxiliar a agricultura, a nível dos fertilizantes.

� O engenheiro Carl Bosh transformou o processo de Haber de modo a conseguir produzir milhares de toneladas de NH3 por ano.


� A 1ª Grande Guerra Mundial impulsionou o desenvolvimento das fábricas de amoníaco na Alemanha, bem como noutros países, pois jáexistia a capacidade de transformar o amoníaco em ácido nítrico (HNO3) , que era importante para o fabrico de explosivos.

� O processo de Haber relaciona o azoto e o hidrogénio através da seguinte equação química:

NN22 (g) + 3H(g) + 3H22 (g) (g) 2NH2NH3 3 (g)(g)


� Para produzir o amoníaco utiliza-se uma reacreacçção ão de sde sííntese.ntese.

� No entanto esta reacção é bastante incompleta, isto se for realizada em condições de pressão e temperatura normais.

� Para se conseguir um rendimento maior énecessário aumentar as condições de pressão e temperatura. ( Pressão = 200 Atm. ; Temperatura = 457 º C )


� É também necessário utilizar um catalisador, por exemplo ferro em pó com pequenas quantidades de óxido de potássio e de alumínio.

� Apesar destas condições o rendimento continua a ser bastante baixo.

Item 3Item 3

As matAs matéérias primas para a produrias primas para a produçção do amonão do amonííacoaco

As matAs matéérias primas para a produrias primas para a produçção do amonão do amonííacoaco

� As matérias primas para a obtenção do amoníaco são o gás natural (ou petróleo), a água e o ar.

� Como se pode verificar todos estes materiais são de origem natural, ou seja, provêm da natureza. Uns serão combustíveis fósseis (ex.: petróleo) e outros serão combustíveis renováveis.

Item 4Item 4

ObtenObtençção do amonão do amonííaco aco –– Processo de HaberProcesso de Haber


� Como já foi referido este processo de obtenção de NH3 foi desenvolvido por FritzFritzHaberHaber no ano de 1909. Consiste numa reacção entre o azoto e o hidrogénio (NN22

(g) + 3H(g) + 3H22 (g) (g) 2NH2NH33 (g)(g) ) catalisada com ferro, ferro este a cerca de 457º C.

� Na 1ª Grande Guerra Mundial o amoníaco produzido através deste processo era oxidado de modo a produzir outro composto, o Ácido Nítrico (processo de Ostwald).

� O Ácido Nítrico era bastante útil para produzir munições.

� Para se conseguir um processo satisfatório de Haber é necessário reunir determinadas condições de equilíbrio.

1. Temperatura (para um rendimento apreciável, ainda que baixo) – 457º C

2. Pressão (favorece a formação de NH3, porque ocorre contracção do volume deste) – 200 Atmosferas



3. Presença de um catalisador, de modo a acelerar a velocidade da reacção. Actualmente utiliza-se o ferro (no passado utilizavam-se ósmio e urânio).

FritzFritz Haber (1868 Haber (1868 –– 1934)1934)

Item 5Item 5

A utilizaA utilizaçção do amonão do amonííacoaco


O amoníaco é um composto químico muito utilizado pelas indústrias, com diferentes aplicações, tais como:

�� IndIndúústria qustria quíímicamica – síntese de ureia, fertilizantes, produção de ácido nítrico;

�� IndIndúústrias do frio, do papel e alimentarstrias do frio, do papel e alimentar – fluído refrigerante;

�� IndIndúústria metalstria metalúúrgicargica – atmosferas de tratamento térmico;

�� IndIndúústria têxtilstria têxtil – dissolvente;�� IndIndúústria petroqustria petroquíímicamica – neutralização do petróleo bruto, síntese de catalisadores.


� O Amoníaco é uma substância muito útil nos processos de refrigeração devido ao seu elevado calor de vaporização e de temperatura crítica, sendo assim muito utilizado em circuitos frigoríficos à mais de um século, em máquinas de compreensão mecânica de potência média e grande e em máquinas frigoríficas de pequenas potências, como por exemplo, refrigeradores e frigoríficos domésticos.


� Como fluído usado na refrigeração, o amoníaco apresenta numerosas características e vantagens, tais como:

1. Possui boas propriedades termodinâmicas, de transferência de massa e de calor;

2. É quimicamente neutro para os elementos frigoríficos;3. É insensível na presença de ar húmido ou de água é

facilmente detectável em caso de fuga por ser muito leve, e desta forma, é muito difícil ter uma falha no circuito

4. O amoníaco é fabricado para muitos usos, o que permite a manutenção do seu preço baixo e acessível;

5. O óleo lubrificante não se mistura como o amoníaco;


� Para além do amoníaco ser utilizado em indústrias e em processos de refrigeração também é utilizado como fertilizante na agricultura e sendo também componente em produtos de limpeza.

Item 6Item 6

O amonO amonííaco, a saaco, a saúúde e o ambientede e o ambiente


O amonO amonííaco e a saaco e a saúúdede

� Apesar das inúmeras vantagens do amoníaco na nossa vida, a este também se associam desvantagens. Pode mesmo tornar-se um sério risco quando o seu manuseamento / utilização são indevidos.

� Pode ser a causa de riscos na saúde humana (mencionados de seguida).


� Ingestão: Quando ingerido o amoníaco causa vvóómitosmitos, nnááuseasuseas, e danos ao longo do aparelho danos ao longo do aparelho digestivodigestivo.

� Inalação: Os vaporesvapores deste elemento são bastante irritantesirritantes e corrosivoscorrosivos.

� A nível cutâneo: Pode causar queimadurasqueimaduras, quer ligeirasligeiras, quer graves graves ( 1º, 2º e 3º graus respectivamente).

� A nível ocular: Pode causar danos permanentesdanos permanentes, mesmo quando se trata de uma pequena quantidade de substância.


� O amoníaco que é libertado para a atmosfera, pode originar sulfato de amoníaco e nitrato de amoníaco, aos quais se dá o nome de matérias particuladas, que são partículas de características sólidas ou líquidas, que se encontram dispersas pela atmosfera.

� A maioria das partículas, que têm um diâmetro superior a 5mm, normalmente depositam-se no nariz, na traqueia e nos brônquios, mas quanto mais pequena for a dimensão destas partículas mais perigosas as mesmas se tornam (depositam-se em zonas de maior risco).


� As matérias particuladas causam problemas relacionados com cancro pulmonar, graves problemas respiratórios e podem, inclusive, provocar morte prematura.

AmonAmonííacoaco


O amonO amonííaco e o ambienteaco e o ambiente

� A solução aquosa do amoníaco é uma base e por esse mesmo motivo quando existe a presença deste mesmo composto num determinado sistema ecológico podem ocorrer modificações do pH desses mesmos sistemas. Da decomposição do amoníaco, vão originar-se óxidos de azoto, um dos agentes mais poluentes da atmosfera.

� São estes óxidos de azoto que provocam a precipitação de chuvas ácidas.


� Na produção de amoníaco, do processo de obtenção de matérias-primas para o fabrico deste, ocorre a produção de dióxido de carbono como um subproduto, que ao ser lançado para a atmosfera vai ser um dos contribuintes para o fenómeno do efeito de estufa.

Efeito de estufaEfeito de estufa

Item 7Item 7

CuriosidadesCuriosidades


�� O amonO amonííaco aco éé um composto muito um composto muito úútil para til para limpar nlimpar nóódoas!doas!

� Exemplos:1. Pintura Lavável2. Azulejos3. Cerâmicas4. Tecidos de cor5. Chão6. Tecidos simples


ÉÉ posspossíível produzir amonvel produzir amonííaco em casa!aco em casa!� Para produzir amoníaco é necessário uma gama de materiais e compostos indispensáveis, tais como:

*tubo de vidro;*tubo de borracha*cloreto de amónio;*hidróxido de cálcio;*água destilada.

*tubo de ensaio;*lamparina de álcool;*tripé e grelha;*rolha de cortiça perfurada;*óculos de protecção;


� Para produzir amoníaco em casa tem que se ter em conta os perigos que este poderá trazer, caso não se use protecção.

� Em primeiro lugar deverá misturar-se cloreto de amónio com hidróxido de cálcio em cima de um papel. De seguida, passar a mistura sólida para o fundo do tubo de ensaio 1. Unir o tubo de vidro àcortiça perfurada numa das pontas, juntar a outra ponta a um tubo de borracha, e por ultimo agregar o tubo de ensaio 1 à rolha perfurada.


� Encher-se o segundo tubo de ensaio 2 com água destilada e introduzir a ponta livre do tubo de ensaio de borracha dentro desta. Aquecer a mistura então sólida (do tubo de ensaio 1 que deverá encontrar-se na horizontal), numa lamparina de álcool. A água destilada irá subir no tubo de borracha, fazendo variar a pressão do tubo de ensaio 1. E por último, no tubo de ensaio 2, irá descobrir-se uma solução (que seráreconhecida pelo seu activo cheiro), que se dápelo nome de amónia.

Item 8Item 8

ResoluResoluçção de exercão de exercíícios relacionados com a cios relacionados com a temtemáática estudada ( manual ptica estudada ( manual páágs. 18 e 19)gs. 18 e 19)


� Ex. 1 – pág. 18A afirmaA afirmaçção verdadeira ão verdadeira éé a C.a C.� A afirmação A é falsa porque o azoto é uma substância

molecular muito estável, o que torna difícil o seu processo de reacção. A afirmação B é falsa porque o azoto só é utilizável pelas plantas após sofrer reacções químicas de decomposição, e não por processos naturais. A afirmação D é falsa porque o amoníaco não é apenas utilizado para produzir fertilizantes. Pode por exemplo também utilizar-se na industria têxtil e metalúrgica. A afirmação E é falsa porque a conversão do azoto em composto biologicamente utilizáveis pode ser feita a partir da raiz de algumas plantas(ex.: soja).


� Ex. 2 – pág. 18

A fixação do azoto é um processo de transformação do azoto em compostos biologicamente utilizáveis. Na natureza ocorre por intermédio de bactérias presentes nos solos, bem como pelo intermédio de reacções químicas que se verificam durante as descargas eléctricas atmosféricas.


� Ex. 3 – pág. 18

As fontes naturais de produção de azoto utilizadas pelas plantas são: as bactérias presentes nos solos e nas raízes de certas plantas, como é o caso da soja, da luzerna e do trevo.

� Ex. 4 – pág. 18


� Ex. 5 – pág. 18

Porque as moléculas deste são muito estáveis, porque os átomos de azoto estão ligados por uma ligação tripla muito forte e com elevada energia de ligação tornando-a muito difícil de separar.

� Ex. 6 – pág. 18

Porque se conseguiam produzir milhares de toneladas de amoníaco por ano.


� Ex. 7 – pág. 18

As matérias primas são o gás natural (ou petróleo), a água e o ar.

� Ex. 8 – pág. 18

A – N2 (g) X – AmoníacoB – H2 (g) 1 – Câmara de reacção (conversor)C – NH3 (g)D – N2 (g)E – H2 (g)F – NG – H3H – H2 (g)I – N2 (g)


� Ex. 9 – pág. 19

As afirmações B e D são verdadeiras.A afirmação A é falsa porque o processo de Haber, se

processa a temperatura de 457ºC, na presença de um catalisador.

A afirmação C é falsa por que a reacção é de síntese.


� Ex. 10 – pág. 191) O processo de obtenção de hidrogénio aplicado, a partir da água é

a reacção do gás natural (CH4) com vapor de água.2) As fontes de energia renovável são a geotérmica, a eólica, a

hídrica, a solar, a biomassa e biogás.

� Ex. 11 – pág. 19Outras aplicações do amoníaco são dissolvente, fluído refrigerante, utilizado para a neutralização do petróleo bruto, síntese de catalisadores, síntese de ureia, na produção de ácido nítrico, corantes, medicamentos, e explosivos, entre outras.


� Ex. 12 – pág. 19

O amoníaco utiliza-se como refrigerante em muitas industrias alimentares devido ao seu elevado calor de vaporização. Este processo de vaporização do amoníaco absorve muita energia, e por isso é bastante útil pelo arrefecimento das estruturas envolventes.

Pesquisa e apresentaPesquisa e apresentaçção elaboradas por:ão elaboradas por:-- Maria Liliana Rodrigues Maria Liliana Rodrigues

-- Marisa TavaresMarisa Tavares-- Sara OliveiraSara Oliveira-- Sara FonsecaSara Fonseca

-- 1111ºº AA

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equilíbrio químico- amonÍaco

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