nitrogênio e seus compostos
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ANA CAROLINE SANTOSCARLOS ALBERTO
DARLAN BRASILEIROIGOR LIMA
LUÍS EDNILSON M.TAYNARA UCHÔA
Nitrogênio
INTRODUÇÃO
O nitrogênio foi descoberto em 1772por Daniel Rutherford, posteriormente foi isolado e utilizado na produção da amônia;
É classificado como um não metal do Grupo 15 da tabela periódica;
Todos os elementos desse Grupo apresentam 5 elétrons na camada de valência
Características do Nitrogênio
Gás incolor, inodoro, insípido e diamagnético, encontrado na forma de molécula diatômicas, N2 ;
A molécula contém uma ligação tripla;
Energia de dissociação muito alta;
Estados de Oxidação
O nitrogênio exibe uma grande variedade de estados de oxidação:
Apresenta ponto de fusão (PF) de -210°C e ponto de ebulição (PE) de -195,8°C;
Obtenção;
Ativação.
Ocorrência na natureza
Aproximadamente 78% da constituição da atmosfera terrestre.
Aplicações
Indústria Química
Diluir gases reagentes
Aumentar rendimento de reações
Evitar oxidação, decomposição ou hidrólise de reagentes
Fabricação de fertilizantes agrícolas (como HNO3)
Fabricação de explosivos (como NH4NO3)
Aplicações
Indústria de alimentos
Evitar oxidação de processos químicos em alimentos
Inibição do desenvolvimento de bolores e pragas
Por ser pouco reativo, utilizado
na eliminação do oxigênio (muito
reativo) em recipientes, ex.:
armazenamento de álcool etanol
e nos pacotes de salgadinhos.
Indústria Elétrica Pressurização do revestimento de cabos elétricos
Gás assistente e de geração em procedimentos de corte a laser
Blindagem de motores
Aplicações
Indústria Metalúrgica Evitar oxidação de metais e carbonização em processos de
soldatura.
Por ser pouco reativo ele não interage com o materiais envolvidos no processo de solda, ao contrário do oxigênio que acaba oxidando os metais usados.
Aplicações
Biomédicas Congelar e preservar sangue, tecidos e materiais
biológicos (por criogenia)
Congelar e destruir tecidos doentes (por criocirurgia)
Impulsionar equipamentos médicos
Aplicações
Ciclo do NitrogênioHá uma troca contínua de nitrogênio entre a atmosfera, o solo, os oceanos e os
organismos vivos, cuja quantidade é estimada em 108 e 109 t/ano. Esse processo
é denominado o ciclo do nitrogênio.
Fonte: Wikipédia
O nitrogênio é utilizado pelos seres vivos para a produção de moléculas complexas necessárias ao seu desenvolvimento, como: aminoácidos, proteínas e ácidos nucléicos (DNA e RNA).
O principal repositório de nitrogênio é a atmosfera (78%), na qual
este elemento é encontrado na forma gasosa (N2).
Para ser absorvido pelos organismos deve estar na forma de : NH4+
ou NO3-, pois o N2 é pouco reativo.
Logo, é necessária a fixação do N2 atmosférico, para que o
nitrogênio possa ser utilizado pelas plantas ,e assim, por outros
seres vivos.
Tipos de fixação Fixação espontânea: Pequenas quantidades de N2 são fixadas pelos relâmpagos:
N2 + O3 N2O (óxido nitroso) + O2
N2O NO (óxido nítrico) + N
A forte radiação de UV na atmosfera superior, também gera óxidos denitrogênio, principalmente o NO2 que forma uma solução muito diluída deHNO3 na água da chuva:
3NO2 + H2O 2HNO3 (ácido nítrico) + NO
Fixação Biológica Mineralização do Nitrogênio:
Também conhecida como amonificação.
A matéria orgânica em decomposição é transformada no íon amônio (NH4+) por intermédio de bactérias aeróbicas, anaeróbicas e alguns fungos.
O NH4+ pode ser então utilizado pelas plantas ou transformado a NO2- e NO3- via nitrificação.
Fixação Biológica
Nitrificação Processo de produção de nitratos a partir da amônia (NH3)
Este processo apresenta duas etapas que são conduzidas por bactérias nitrificantes: 1° etapa: Conversão da amônia em nitritos (NO2-)
2 ° etapa: Conversão de nitritos em nitratos (NO3-)
É catalisada pela enzima nitrogenase em meios anaeróbicos, na presença de Mg e Fe.
Os nitratos então estão aptos a serem assimilados pelas plantas.
Fixação Industrial
Processo de Haber-Bosch:
N2+ 3H2 ⇌2NH3 + calor
A produção de NH3 aumentou de 1 milhão de t/ano em 1950 para 110 milhões em 1992, a partir desse processo.
Cerca de 75% da amônia obtida a partir do processo de Haber-Bosch, é utilizada como fertilizante.
Assimilação
Os nitratos formados pelo processo de nitrificação são absorvidos pelas plantas e transformados em compostos carbonados para produzir aminoácidos ou outros compostos orgânicos de nitrogênio.
Desnitrificação
As bactérias desnitrificantes, são capazes de converter nitratos em nitrogênio molecular e óxidos de nitrogênio que retornam a atmosfera:
NO3-NO2-NO N2O N2
Lixiviação e Eutrofização
Transporte de compostos nitrogenados do solo até corpos de água, o que pode fazer com que estes sistemas sejam sobre-populados com certas espécies de algas.
Ciclo do nitrogênio
ALCALOIDES
Propriedades
Caráter básico
Gosto amargo
Geralmente são sólidos (exceto a nicotina)
Nas plantas, podem existir em estado livre como sais ou como óxidos
A estrutura dos alcaloides derivam de outras estruturas
Classificação
Podem ser classificados quanto a sua atividade biológica; quanta a sua estrutura química; e quanto a sua origem Biosintética( maneira de produção na planta)
Alcaloides verdadeiros: tem anel heterocíclico com um átomo
de nitrogênio e sua biossíntese se da através de aminoácido.(ex:cafeína)
Classificação
Protoalcalóides: átomo de nitrogênio não pertence a anel heterocíclico e
se originam de um aminoácido.(ex:cocaína)
Pseudo-alcaloides: não são derivados de aminoácidos e sim de terpenos ou esteroides. (ex: coniina)
Exemplos mais conhecidos de Alcaloides
Cafeína: Está presente no chá preto, no café e em várias
outras bebidas.
Na Medicina, a cafeína é utilizada como um estimulante cardíaco e um diurético. Ela também produz um aumento no estado de alerta.
Pode causar dependência – física e psicológica.
Toxicidade
Exemplos mais conhecidos de Alcaloides
Nicotina: Obtida a partir das folhas do tabaco;
líquida e de cor amarela;
Usos medicinais
Cancerígena
Exemplos mais conhecidos de Alcaloides
Atropina: extraída da Atropa belladonna
utilizada na produção de medicamentos para os pacientes que sofrem de espasmos involuntários e medicamento pré-anestésico;
Altas doses podem resultar em colapso circulatório e insuficiência respiratória depois de período de paralisia ou coma.
Exemplos mais conhecidos de Alcaloides
Morfina: substância derivada do ópio;
A morfina é um fármaco que alivia dores extremas. Sedação na anestesia;
Pode causar dependência – física e psicológica;
O uso da morfina também pode levar o usuário ao coma, que se não for socorrido rapidamente pode levar a morte;
Exemplos mais conhecidos de Alcaloides
Escopolamina: obtida a partir de plantas da família
Solanaceae;
utilizada como antiespasmódico;
In natura, é uma droga altamente tóxica;
butilbrometo de escopolamina
Óxido nitroso
O gás do riso, ou hilariante, produz umasuave depressão numa região do cérebrorelacionada aos sentimentos e àautocensura.
Viagem anestésica:
1 Em cinco minutos o óxido nitroso já aumenta a tolerância à dor
2 Após ser inalado, o gás alcança os pulmões.
3 Rapidamente o gás começa a circular pela corrente sanguínea e ruma em
direção ao sistema nervoso central
4 A ação do gás é no córtex cerebral, região relacionada aos sentimentos de
medo, ansiedade e autocensura.
Sendo um agente inalatório, o Óxido Nitroso tem sua
maior aplicação na área médica e na odontologia.
Administrado juntamente com o Oxigênio, possui
efeito analgésico e sedativo.
Óxido nitroso
O óxido nitroso é emitido por bactérias no solo e oceanos, e é,
portanto, uma parte da atmosfera da Terra. A agricultura é a
principal fonte de óxido nitroso produzido pelo homem:
cultivar o solo, o uso de fertilizantes nitrogenados, e tratamento
de resíduos animais podem estimular naturalmente bactérias a
produzirem mais óxido nitroso.
O óxido nitroso reage com o ozônio na estratosfera. O
óxido nitroso é o principal regulador natural do ozônio
estratosférico. O óxido nitroso é um dos principais gases
do efeito estufa.
Óxido nitroso
Aspectos toxicológicos de Nitratos e Nitritos
Nitritos são compostos químicos liberados por alguns tiposde bactérias, sal ou éster do ácido nitroso (HNO2) ou ânion delederivado. A sua fórmula química é NO2- enquanto a fórmula doNitrato é NO3−.
Os nitratos e nitritos são comumente usados comoconservantes e colorantes para laticínios, carne, bacon,embutidos e alguns derivados de peixe.
Aspectos toxicológicos de Nitratos e Nitritos
Os aditivos nitritos e nitratos de sódio e potássio possuem a
função de conservadores impedindo o crescimento e formação
de esporos por bactérias anaeróbicas, principalmente
o Clostridium botulinum.
Esses aditivos fornecem ainda a coloração rosada
característica de alguns alimentos cárneos processados.
Em termos toxicológicos o nitrito caracteriza-se como o
responsável pela maioria dos casos de contaminação
alimentar, sendo mais tóxico que o nitrato.
Alguns sintomas da intoxicação alimentar por nitritos são
falta de ar e mudança da coloração da região dos lábios e
ponta dos dedos, que ficam arroxeados.
Aspectos toxicológicos de Nitratos e Nitritos
Defeitos congênitos
Defeitos de nascimento pode ocorrer se uma mulher grávida é
exposta a altos níveis de nitratos e nitritos. Retardo de crescimento
intrauterino, defeitos cardíacos e defeitos do sistema nervoso
podem ocorrer, de acordo com a Agência de proteção ambiental dos
Estados Unidos.
Fetos expostos a nitritos durante a gravidez pode deixar o recém-
nascido mais vulnerável a síndrome da morte súbita infantil após o
nascimento e tumores cerebrais na infância.
Aspectos toxicológicos de Nitratos e Nitritos
Toxicocinética
No estômago, a ação do HCl induz a transformação do nitratro
em nitrito e consequentemente em NITROSAMINAS, pela
ação de bactérias da flora normal, essas substâncias formadas
possuem caráter carcinogênico por isso o contato com grandes
quantidades de nitritos e nitratos não é adequada.
Aspectos toxicológicos de Nitratos e Nitritos
Níveis altos de nitrato nos alimentos ou na
água de bebida prejudicam o transporte de
oxigênio no sangue, especialmente em
crianças, devido à metemeglobinemia.
Como agem:
Eles são agentes desaminantes que têm o potencial de modificar o DNA
das células, ou seja, mutagênico e, em algumas referências, teratogênico.
São responsáveis pelo câncer de estômago e do esôfago.
Em carnes, por exemplo, a quantidade de nitrito adicionado deve ser de no máximo 0,015g por 100g de alimento, e de nitrato de no máximo 0,03g por 100g.
Aspectos toxicológicos de Nitratos e Nitritos
Cianetos
Características;
Ponto de Ebulição;
Ocorrência.
Ácido Cianídrico
Descoberto em 1782 pelo químico sueco Scheele;
Características;
Reatividade;
Letalidade.
Farmacologia de alguns medicamentos nitrogenados Metformina
Fórmula Molecular
Mecanismo de ação
Diazepam
Fórmula Molecular
Mecanismo de ação
Isoniazida
Fórmula molecular
Mecanismo de ação
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