Da origem da vida at a proteo camada de oznio Conjunto de informaes, dados tcnicos, bibliografia, referncias confiveis na WWW e artigos tcnico-cientficos recentes sobre a amnia e sua soluo em gua, o amonaco ou hidrxido de amnio.

1.Definio Geral

1.1.Amnia

Amnia um composto de nitrognio e hidrognio com a frmula NH3.

1.2.Hidrxido de amnio

Hidrxido de amnio, tambm tratado como amonaco (e com este nome, frequentemente

comercializado), amnia aquosa, antigamente como gua de amnia, licor amoniacal, aqua

ammonia e erroneamente simplesmente como amnia, a soluo de amnia (NH3), a substncia,

em gua. Pode ser denotata por NH3(aq). Embora seu nome sugira uma base com frmula

qumica [NH4+][OH], no realmente possvel isolar amostras de NH4OH, ele existe somente em

solues aquosas diludas, e assim mesmo, s compreende de uma pequena

frao da amnia total presente na soluo.[1]

O uso da frmula NH4OH, embora inadequado, frequente em equacionamentos qumicos de

reaes da soluo de amnia com cidos, por exemplo, pela semelhana de comportamento e

reaes dos sais de amnio com os sais de metais alcalinos.

NH4OH + HCl NH4Cl + H2O

2 NH4OH + H2SO4 (NH4)2SO4 + 2 H2O

NH4OH + HNO3 NH4NO3 + H2O

Por similaridade com, por exemplo:

NaOH + HCl NaCl + H2O

2 KOH + H2SO4 K2SO4 + 2 H2O

LiOH + HNO3 LiNO3 + H2O

2.Sinnimos, Nomenclatura, Classificaes

Sinnimos:Amnia, nitreto de hidrognio, esprito de Hartshorn*, Nitro-Sil, Vaporole.[2]

*Aproximadamente chifre duro, vide 12.Histria.

Nome IUPAC: Ammonia, Azane

Nmero CAS: [7664-41-7]

PubChem: 222

Nmero EC: 231-635-3

Nmero UN: 1005 (anidra)

2672, 2073, 3318 (solues)

Nmero RTECS: BO0875000 (anidra), BQ9625000 (solues)

InChi: 1/H3N/h1H3ID

ChemSpider: 217

3.Estrutura e Composio Qumica da Substncia Pura

A molcula de amnia tem uma forma de pirmide trigonal, como previsto pela teoria VSEPR. O tomo

de nitrognio na molcula tem um par solitrio de eltrons, e a amnia atua como uma base, um

receptor de prtons. Esta forma d a molcula um momento dipolar e isto faz a amnia dissolver-se

facilmente na gua. O grau no qual a amnia forma o on amnio cresce com a baixa do pH da soluo

ao pH fisiolgico (~7), aproximadamente 67% das molculas de amnia so protonadas.

Modelo de molcula de amnia.

Os orbitais eletrnicos na molcula de amnia (library.thinkquest.org).

Temperatura e salinidade tambm afetam a proporo de NH4+. O on NH4+ tem a forma de um tetraedro.

Tendo frmula qumica NH3, observa-se que o hidrxido de amnio composto de e hidrognio (H) nas

seguintes propores em unidades de massa atmica:

tomo Quantidade Massa

Atmica

Total de

massa

do

elemento

% na

frmula

Nitrognio 1 14,0067 14,0067 17,76

Hidrognio 1 1,00794 1,00794 82,24

Totalizando uma massa da frmula (molecular) de 17,03052 ua.

Tendo frmula qumica equivalente a NH4OH, observa-se que o hidrxido de amnio composto de

nitrognio (N), oxignio (O) e hidrognio (H) nas seguintes propores em unidades de massa atmica:

tomo Quantidade Massa

Atmica

Total de

massa

do

elemento

% na

frmula

Nitrognio 1 14,0067 14,0067 14,38

Oxignio 1 15,9994 15,9994 39,97

Hidrognio 5 1,00794 1,00794 45,65

Totalizando uma massa da frmula equivalente (molecular) de 35,0458 ua.

4.Propriedades Fsicas

A temperatura e presso ambientes ela apresenta-se como um gs incolor com um odor pungente

caracterstico.

Ela mais leve que o ar, sua densidade em torno de 0,589 vezes a do ar. Ela facilmente

liquefeita devido as fortes ligaes de hidrognio entre as molculas; o lquido ebule a 33,3 C, e

solidifica a 77,7 C a cristais brancos. Amnia lquida possui forte poder ionizante refletindo seu

alta constante dieltrica de 22. Amnia lquida tem uma entalpia padro de vaporizao muito alta

(23.35 kJ/mol, cf. gua 40.65 kJ/mol, metano 8.19 kJ/mol, fosfina 14.6 kJ/mol) e pode entretanto ser

manipulada em laboratrios em vasos no isolados sem refrigerao adicional.

miscvel com a gua. Amnia em soluo aquosa pode ser expelida por ebulio.

A concentrao mxima de amnia em gua (uma soluo saturada) tem uma densidade de 0,880

g /cm e frequentemente conhecida como amnia .880.

A molcula de amnia facilmente sofre a chamada inverso de nitrognio a temperatura ambiente;

uma analogia til um guarda-chuva virando do avesso com um vento forte. A barreira de energia

para esta inverso 24,7 kJ/mol, e a frewquncia de ressonncia 23,79 GHz, correspondendo a

radiao de microondas de comprimento de onda de 1,260 cm. A absoro desta frequncia foi o

primeiro espectro de microondas a ser observado.[3]

Densidades:

0,86 kg/m3 (1,013 bar ao ponto de ebulio)

0,73 kg/m3 (1,013 bar a 15 C)

681,9 kg/m3 a 33,3 C (lquido)[4]

820 kg/m3 a -80 C (slido cristalino)[5]

817 kg/m3 a -80 C (slido transparente)[5]

Massa molar: 17,031 g/mol

Ponto de fuso: 77.73 C (195.42 K)

Ponto de ebulio: 33.34 C (239.81 K)

Solubilidade em gua: 1176 g/100 mL (0 C)

702 g/100 mL (20 C)

88 g/100 mL (100 C)

Acidez (pKa): aproximadamente 38

Basidade (pKb): 4,75

5.Propriedades qumicas

5.1.Soluo aquosa

A soluo aquosa de amnia bsica. Em soluo aquosa, a amnia deprotona uma pequena

frao de gua para dar ons amnio e hidrxido de acordo com o seguinte equilbrio qumico:

NH3 + H2O NH4+ + OH

Em uma soluo de amnia a 1M, aproximadamente 0,42% da amnia convertida a amnio (um

valor pequeno, ainda mais considerando a grande solubilidade da amnia em gua), equivalente a

um pH de 11,63. A constante de ionizao da base

Kb = [NH4+][OH-]/[NH3] = 1.810

5

Como outros gases, amnia exibe solubilidade decrescente em lquidos solventes na medida que a

temperatura aumenta. Solues de hidrxido de amnio decrescem em densidade na medida que

a concentrao do solvente aumenta. A 15.6 C (60.1 F), a densidade de uma soluo saturada

0,88 g/ml e contm 35% de ammia em massa, 308 g/l m/v, (308 gramas de amnia por litro de

soluo) e tem uma molaridade de aproximadamente 18 mol.L1 (18 M).Em temperaturas mais

altas, a moralidade da soluo saturada decresce e a densidade aumenta.

Quando as solues que so saturadas em baixas temperaturas so seladas em recipientes e

subsequentemente aquecidas, a concentrao da soluo decresce e a presso de vapor da

amnia gasosa aumenta. No selar tais recipientes pode conduzir erupo do gs amnia. Em

casos extremos, os recipientes, sejam eles tambores ou vasos de pressso, podem romper-se.

De uma perspectiva qumica, deve-se estar ciente de que a concentrao de uma

soluosaturada de amnia est continuamente diminuindo na medida que o recipiente

manuseado (para vasos, operado) em um ambiente mais quente. Assim, amostras antigas de

hidrxido de amnio iro desviar-se 18 M, como pode ser verificado por volumetria.

Experimento da fonte de amnia, demonstrao prtica de sua grande solubilidade em gua

(wn.com, com vdeo sobre a experincia).

Ammonia Fountain

A grande solubilidade da amnia notavelmente mostrada pela chamada fonte de amnia, um

clssico experimento em Fsico-Qumica. Um frasco (como um balo de vidro) preenchido com

amnia seca, e inserido sobre gua, com um conduto de ligao, como um tubo de vidro adapetado

numa rolha. Na medida que uma vlvula aberta, como uma pina de restrio num tubo de ltex,

a gua jorra no interior do frasco, relacionado ao gs rapidamente dissolvido, e proporcionado pela

diferena de presso causada pela absoro do gs e presso atmosfrica.[6][7]

Esquema do aparato para a fonte de amnia (editado a partir de www.elateafrica.org).

5.2.Basidade

Uma das mais caractersticas propriedades da amnia sua basidade. Ela combina-se com cidos

para formar sais; como por exemplo com o cido clordrico, para formar cloreto de amnio (tambm

conhecido como sal amoniacal ou sal amonaco); com o cido ntrico, forma o nitrato de amnio,

etc.

Entretanto, deve-se observar que amnia extremamente anidra no se combina com cloreto de

hidrognio perfeitamente anidro, sendo necessrio uma determinada quantidade de umidade para

permitir a reao.[8]

NH3 + HCl NH4Cl

Os sais produzidos pela ao de amnia sobre cidos so conhecidos como sais de amnio e

todos contm o on amnio (NH4+). Amnia anidra frequentemente usada para a produo de

meta-anfetamina. Amnia aquosa pode ser aplicada sobre a pele para a eliminao de de venenos

animais cidos, tais como o cido frmico dos insetos e dos cnidrios (conhecidos tambm pelos

seu antigo nome, de celenterados) como as medusas.

5.3.Acidez

Embora a amnia seja conhecida como uma base, ela tambm pode atuar como um cido

extremamente fraco. Ela um a substncia prtica e capaz de formar amidas (as quais contm o

on NH2), por exemplo o ltio e a amnia reagem para dar uma soluo de amida de ltio:

2 Li + 2 NH3 2 LiNH2 + H2

5.4.Combusto

A combusto de amnia a nitrognio e gua exotrmica:

4 NH3 + 3 O2 2 N2 + 6 H2O (g) (Hr = 1267.20 kJ/mol)

A entalpia padro de combusto, Hc, expressa por mol de amnia e com condensao da gua

formada, 382.81 kJ/mol.

Dinitrognio o produto termodinmico da combusto: todos os xidos de nitrognio so instveis

em relao ao nitrognio e oxignio, o que o princpio por detrs do catalisador cataltico.

Entretanto, os xidos de nitrognio podem ser formados como produtos cinticos na presena de

apropriado catalisadores, uma reao de grande importncia na produo de cido ntrico.

4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O

A combusto de amnia ao ar muito difcil na ausncia de um catalisador (tal como uma grade de

platina), devido a temperatura da chama ser normalmente mais baixa que a temperatura de ignio

da mistura ar-amnia. A taxa de amnia inflamvel ao ar de 16 a 25%.[9]

Quando misturada com oxignio, queima com uma chama verde amarelada plida. Em alta

temperatura e na presena de um catalisador adequado, amnia decomposta em seus elementos

constituintes. A ignio ocorre quando cloro passado por amnia, formando cloreto de hidrogenio

e amnia; se amnia est presente em excesso, ento o altamente explosivo tricloreto de nitrognio

(NCl3) tambm formado.

5.5.Formao de outros compostos

Em qumica orgnica, amnia pode atuar como um nuclefilo em reaes de substituio. Aminas

podem ser formadas pela reao de amnia com haletos de alquila, embora o grupo

NH2 resultante tambm nuclefilo e aminas secundrias e tercirias so frequentemente formadas

como subprodutos. Um excesso de amnia ajuda a minimizar as substituies mltiplas, e

neutraliza o haleto de hidrognio formado. Metilamina preparada comercialmente pela reao de

amnia com clorometano, e a reao de amnia com cido 2-bromopropanoico tem sido usada

para preparar alanin racmica com 70% de rendimento. Etanolamina preparada por uma reao

de ciclo aberto com xido de etileno: a reao algumas vezes reservada para posteriormente

produzir dietanolamina e trietanolamina.

Amidas podem ser preparadas pela reao de amnia com uma variedade de derivados de cidos

carbozlicos. Cloretos de acila so mais reativos, mas a amnia deve estar presente em um

excesso de dobro para neutralizar o cloreto de hidrognio formado. steres e anidridos tambm

reagem com amnia para formar amidas. Sais de amnio de cidos carboxlicos podem ser

desidratados a amidas contanto que no haa grupos termicamente sensveis presentes, pois

temperaturas de 150 a 200C so requeridas.

O hidrognio na amnia capaz de ser substituido por metais, assim magnsio queima no gs com

a formao de nitreto de magnsio Mg3N2, e quando o gs passado por sdio ou potssio

aquecidos, sodamida, NaNH2, e potassamida, KNH2, so formadas. Quando necessrio em

nomenclatura substitutiva, as recomendaes da IUPAC do preferncia ao nome azane para a

amnia: j que a cloramina deve ser nomeada clorazane (chloroazane)em nomenclatura

substitutiva, no cloramnia (chloroammonia).

5.6.Como um ligante

Amnia pode atuar como um ligante em complexos de metais de transio. Ela um doador

puro, nomeio da srie espectoqumica, e mostra comportamento hard-soft intermedirio (cidos e

bases duros e moles, da Teoria HSAB). Por razes histricas, amnia denominada amina na

nomenclatura de compostos de coordenao. Alguns notveis complexos amina incluem:

Tetraaminodiaquacobre (II), [Cu(NH3)4(H2O)2]2+, um complexo azul escuro caracterstico

formado pela adio de amnia a uma soluo de sais de cobre (II). conhecido tambm

como reagente de Schweizer.

Modelo de bolas e varetas do on tetraaminodiaquacobre (II),

[Cu(NH3)4(H2O)2]2+

(Wikipdia).

Como em outros casos, a amnia substitui gua em torno do on metlico para dar outro complexo

solvel. Isto conhecido como reao de alterao (ou troca) do ligante, e envolve uma reao de

equilbrio taI como esta:

[Cu(H2O)6]2+ + 4 NH3 [Cu(NH3)4(H2O)2]2+ + 4 H2O

A formao deste novo complexo causa a solubilizao do precipitado. A amnia anexa-se ao on

metlico central usando o par de eltrons solitrio do tomo de nitrognio. Por causa de sua

doao de um par solitrio, ela atua como uma base de Lewis.[10]

Formao do on tetraaminodiaquacobre (II) (editado de www.chemguide.co.uk).

Diaminoprata (I), [Ag(NH3)2]+, a espcie ativa no reagente de Tollen. A formao deste complexo pode ajudar a distinguir entre precipitados de diferentes haletos de prata: cloreto de prata, AgCl, solvel em soluo diluda de amnia (2M), brometo de prata, AgBr, somente solvel em soluo de amnia concentrada enquanto iodeto de prata, AgI, insolvel e soluo aquosa de amnia.

Modelo de bolas e varetas do on diaminoprata (I), [Ag(NH3)2]+,

(Wikipdia).

Complexos amina de cromo (III) eram conhecidos no sculo XIX, e formaram a base sa teoria de

compostos de coordenao de Alfred Werner. Werner notou que somente dois ismeros (fac-

e mer-) do complexo [CrCl3(NH3)3] podeiam ser formados, e concluiu que os ligantes devem ser

arranjados ao redor do on metlico nos vrtices de um octaedro. Esta proposta tem sido

confirmada pela cristalografia de raios X.

Uma ligao amina num ligante a um on metlico destacadamente mais cida que uma molcula

livre de amnia, embora a deprotonao em soluo aquosa seja rara. Um exemplo a reao do

calomelano, onde o composto amidomercurio (II) resultante altamente solvel.

Hg2Cl2 + 2 NH3 Hg + HgCl(NH2) + NH4+ + Cl

6.Aplicaes

Amnia contribui significativamente para as necessidades nutricionais de organismos terrestres por

servir como um precursor para alimentos e fertilizantes. Amnia, tanto direta quanto indiretamente,

tambm um bloco de construo para a sntese de muitos frmacos.

6.1.Usos massivos

O principal uso de amnia para a produo de fertilizantes (83% em 2003). Outra principal

aplicao sua converso a explosivos, porque o cido ntrico produzido via oxidao da amnia.

A totalidade do nitrognio de todos os compostos orgnicos fabricados sinteticamente derivado

direta ou indiretamente da amnia.[11]

Na indstria, a amnia em soluo aquosa usada como um precursos para algumas alquil-

aminas, embora a amnia anidra seja normalmente preferida. A hexametilenotetramina forma-se

rapidamente da amnia quosa e formaldedo. A etilenodiamina forma-se do 1,2-dicloroetano e

amnia aquosa.[43]

6.2.Precursor para compostos nitrogenados

Amnia direta ou indiretamente o precursor para a maioria dos compostos contendo nitrognio.

Praticamente todos os compostos de nitrognio sintticos e inorgnicos so preparados a partir da

amnia. Um derivado importante o cido ntrico. Este produto chave da indstria produzido a

partir do processo Ostwald pela oxidao da amnia com ar sobre um catalisador de platina a 700

850 C, ~9 atm. xido ntrico um intermedirio:[14]

NH3 + 2 O2 HNO3 + H2O

O cido ntrico usado para a produo de fertilizantes, explosivos, e outros compostos

organonitrados.

Para maiores informaes sobre o cido ntrico, leia nosso artigo:

cido Ntrico Dos mais miraculosos frmacos aos mais destrutivos explosivos

6.3.Usos menores e em crescimento

6.3 .1 . REFRIGERAO R717

As propriedades termodinmicas da amnia fizeram-na um dos refrigerates comumente usados

antes da descoberta do diclorodifluorometano, comumente conhecido como Freon.[15]A toxidade

da amnia torna esta aplicao complicada. Amnia anidra largamente usada em refrigerao

industrial por causa de sua alta eficincia energtica e baixo custo. Amnia usada menos

frequentemente em aplicaes comerciais, tais como em congeladores e expositores refrigerados

de estabelecimentos comerciais a varejo devido a sua anteriormente mencionada toxidade.

6.3 .2 . PAR A A ABSORO DE EMISSES G ASOSAS

Amnia usada para para eliminar SO2 produzido pela queima de combustveis fsseis, o produto

resultante convertido a sulfato de amnio para uso como fertilizante. Amnia neutraliza os xidos

de nitrognio (NOx) poluentes emitidos por motores diesel. Esta tecnologia, chamada SCR

(selective catalytic reduction, reduo cataltica seletiva), baseia-se em um catalisador baseado em

vandio.[16]

6.3 .3 . COMO COMBUSTV EL

Amnia foi usada durante a Segunda Guerra Mundial como combustvel para nibus na Blgica, e

em motores e aplicaes de energia solar antes de 1900. Amnia lquida foi usada como

combustvel no avio-foguete X-15. Embora no tenha potencial energtico como outros

combustveis, no deixa nenhuma fuligem no motor de foguete reutilizvel e em sua densidade

coincide aproximadamente com a do oxidante, oxignio lquido, o que simplificava o design da

aeronave.

Pode-se citar como principal vantagem da amnia como combustvel para qualquer fim que os

produtos de sua combusto so nitrognio e gua.

Aeronave X-15 e seu motor (NASA)

6.3 .4 . COMO UM COMBUS TVEL P ARA VECULOS

Amnia tem sido proposta como uma alternativa prtica a combustveis fsseis para motores

movidos a combusto interna[17]. O valor calorfico da amnia 22,5 MJ/kg (9690 BTU/lb) o qual

aproximadamente metade do diesel. Em um motor normal, no qual o vapor dgua no

consensado, o , o valor calorfico da amnia ser aproximadamente 21% menor que este

apresentado. Ela pode ser usada em motores existentes com somente pequenas modificaes nos

carburadores e injetores.

Para atingir esta demanda, significativo capital seria exigido para aumentar os nveis atuais de produo.

Embora seja o segundo produto qumico mais produzido, a escala da produo da amnia uma

pequena frao da utilizada de petrleo do mundo. Poderia ser fabricado a partir de fontes de energia

renovveis, assim tambm como do carvo ou a energia nuclear. entretanto significativamente menos

eficiente do que baterias eltricas atuais. A represa de Rjukan em Telemark, Noruega, de 60 MW,

produziu amnia atravs da eletrlise de gua por muitos anos a partir de 1913, produzindo fertilizante

para grande parte da Europa. Se produzido do carvo, o CO2 pode prontamente

sequestrado.[17][18] Em 1981 uma companhia canadense converteu um Chevrolet Impala 1981

para operar usando amnia como combustvel.[19]

Ammonia Powered Car

6.3 .5 . NO TRAT AMENTO DE CARNE EMBAL AD A

Hidrxido de amnio usado na indstria de fracionamento e embalagem de carne. Algumas

companhias tratam seus cortes de carne com um processo de aumento de pH que formahidrxido

de amnio no produto acabado, procedimento industrial polmico.[45][46][47]

6.4.Usos domsticos

6.4 .1 . L IMPADOR

usada em muitos produtos de limpeza, tanto domsticos quanto industriais. Amnia de uso

domstico, em soluo, o popular amonaco, o hidrxido de amnio diludo, um limpador de uso

geral que pode ser usado em muitas superfcies diferentes, o qual tambm um ingrediente de

numerosos outros agentes de limpeza, incluindo muitas frmulas de limpeza de janelas e outras

superfcies de vidro, porcelana e ao inoxidvel, pela sua volatilidade e ausncia de resduos

slidos aps tal volatilizao, resultando em um brilho relativamente livre de listras. usada

tambm frequentemente para a limpeza de fornos e embebendo-se artigos para afrouxar as

camadas de sujidade de cozimento ou assados. Em adio ao uso como um ingrediente em

limpadores com outros agentes de limpeza (como os tensoativos/surfactantes), o hidrxido de

amnio em gua tambm vendido como um agente de limpeza isolado, normalmente rotulado

como amonaco, simplesmente. Pode ser vendido como a soluo aquosa aditivada, com perfume

de limo (e geralmente colorido de amarelo), ou de pinho(colorido de verde), ainda combinado com

a citriodora, o leo essencial do eucalipto, ou a essncia sinttica de lavanda, aromas culturalmente

associados limpeza e higiene.

Outros usos domsticos da amnia aquosa so a remoo de manchas de roupas, como os

engorduramentos de golas e colarinhos, assim como determinadas tcnicas de branqueamento de

roupas.[12][13]

6.4 .2 .TRAT AMENTO DE CABELOS

Na indstria de produtos e servios cosmticos, em tratamento de cabelos, a amnia na forma de

soluo tem funo adstringente no couro cabeludo, abrindo os vasos capilares e facilitando a

limpreza e penetrao de outros produtos, permitindo os pigmentos e corantes penetrarem e

alterarem a cor do cabelo. A amnia na composio de formulaes de soluo, no princpio

ativo tioglicolato de amnia, promove a quebra das pontes de cistina, abrindo as escamas de

protena dos fios de cabelo, amolecendo a fibra capilar, o chamado relaxamento dos cabelos,

associado ao seu alisamento, com isso, deixando o fio malevel, para ser moldado como se

desejar, tanto no alisamento, quanto na formao de ondas (como no cacheamento).

Atua, na forma de soluo aquosa, facilitando a ao das substncias descolorantes (como o

perxido de hidrognio diludo, popularmente, gua oxigenada) ou do princpio ativo das

formulaes alisantes, sendo, para este fim, um produto mais adequado que as mais agressivas a

base de lcalis, como os compostos de sdio e a guanidina. Embora existam afirmaes que estes

produtos provoque enfraquecimento e quebra dos fios, estes problemas so mais propiciados

pelos erros na aplicao, somando-se ao fato de reaes variarem entre os indivduos

(compatibilidade qumica do fio de cabelo), devendo o cabelo ser protegido (no jargo do ramo

enluvado) na proximidade de suas razes (seu nascimento), segmento no qual a estrutura do

cabelo humano ainda no apresenta um determinado amadurecimento de sua composio.

6.5.Outros usos

Na fabricao de mveis, o hidrxido de amnio era tradicionalmente usado para escurecer ou

tingir madeira contendo cido tnico. O cido tnico reage com o hidrxido de amnio ou sais de

ferro produzindo uma colorao castanha a qual pode ser aplicada sobre madeira. O

desenvolvimento de corantes sintticos tornou esta aplicao obsoleta.[44]

Observao: o chamado sal amonaco, utilizado em confeitaria, o cloreto de amnio NH4Cl,

utilizado para dar uma caracterstica crocante em massas, como as de biscoitos. No seu uso, no

apresenta a aplicao da amnia, nem de sua soluo aquosa, tratando-se o nome, apenas uma

construo cultural, consolidada pelo tempo.[48][49]

7.Apresentaes comerciais e usuais e seus fins

A amnia, como usada comercialmente, frequentemente tratada como amnia anidra. Este termo

destaca a ausncia de gua no produto. Devido a amnia ebulir a -33,34 C, o lquido deve ser

estocado sob alta presso e a baixa temperatura. Entretanto seu calor de vaporizao

suficientemente alto para que possa ser manipulado em laboratrio em, recipientes comuns de

vidro em capela.

O popular amonaco, amnia domstica ou, erroneamente, hidrxido de amnio, uma soluo

de amnia em gua. A concentrao de tais solues medida em unidades de desidade graus

Baum, com 26 correspondendo a aproximadamente 30% em peso de amnia a 15,5C, sendo

esta a concentrao mais alta tpica do produto comercial.[11] Amnia para aplicaes domsticas

tem concentrao numa faixa de 5 a 10% em peso de amnia.

8.Segurana

Embora de amplo uso, amnia tanto custica quanto perigosa.

9.Questes ambientais

A emisso de amnia por indstrais diversas j era tema problemtico no advento da revoluo

industrial, pela incidncia de doenas pulmonares causadas na Inglaterra e Alemanha.

10.Produo

A amnia produzida, aps diversos passos para se produzir hidrognio viavelmente do ponto de

vista econmico pela reao cataltica com nitrognio (derivado da destilao fracionada do ar,

entre outors processos de separao) para formar amnia anidra lquida. Este passo conhecido

como o loop da sntese de amnia (tambm relacionado ao chamado processo Haber-Bosch):

3 H2 + N2 2 NH3

A reao de deslocamento de gua tambm chamada de "reao shift". - www.eatcology.com

Antes do incio da Primeira Guerra Mundial, a maioria da amnia era obtida por destilao

seca[20] de produtos residuais nitrogenosos vegetais e animais, incluindo estrume de camelos,

onde ela era destilada pela reduo de cido nitroso e nitritos com hidrognio; em adio, ela era

produzida pela destilao do carvo, e tambm pela decomposio de sais de amnio por

hidrxidos alcalinos[21] tais como a cal virgem (xido de clcio, CaO), o sal mais genericamente

usado era o cloreto (sal amonaco), pela reao:

2 NH4Cl + 2 CaO CaCl2 + Ca(OH)2 + 2 NH3

Fritz Haber (1868 1934 ).

Atualmente, as tpicas plantas modernas de produo de amnia primeiro convertem gs natural

(i.e., metano) ou gs liquefeito de petrleo (cujos gases so tipicamente propano ou butano) ou

nafta de petrleo em idrognio gasoso. O processo usado na produo de hidrognio inicia com a

remoo de comostos de enxofre do gs natural (porque derivados de enxofre desativam os

catalisadores usados nos passos subsequentes). A hidrogenao cataltica converte compostos

organosulfurados em sulfeto de hidrognio gasoso:

H2 + RSH RH + H2S(g)

O sulfeto de hidrognio ento removido pela passagem do gs atravs de leitos de xido de

zinco quando absorvido e convertido a sulfeto de hidrognio slido:

H2S + ZnO ZnS + H2O

A reforma cataltica por vapor da linha de alimentao livre de enxofre ento usada para

formar hidrognio mais monxido de carbono:

CH4 + H2O CO + 3 H2

No prximo passo, a reao de mudana do vapor de gua usada para converter o

monxido de carbono em dixido de carbono e mais hidrognio:

CO + H2O CO2 + H2

O dixido de carbono ento removido atravs de absoro em solues aquosas de

etanolamina ou por absoro em ciclos PSA (Pressure Swing Adsorption)[22] usando meio

de absoro slido proprietrio (sob propriedade de patente do desenvolvedor do processo).

O passo final na produo de hidrognio usar metanao cataltica para remover quaisquer

pequenas quantidades residuais de monxido de carbono ou dixido de carbono do

hidrognio:

CO + 3 H2 CH4 + H2O CO2 + 4 H2 CH4 + 2 H2O

Para produzir o produto final desejado que a amnia, o hidrognio ento cataliticamente

reagido com nitrognio (derivado do processamento de ar) para formar amnia anidra lquida.

Este passo conhecido como a sntese em loop da amnia (tambm tratado como o

processo Haber-Bosch):

3 H2 + N2 2 NH3

O hidrognio requerido para a sntese de amnia tambm pode ser produzido economicamente

usando outras fontes tais como gaseificao carvo ou coque, menos economicamente da

eletrlise de gua em oxignio + hidrognio outras alternativas as quais so atualmente

impraticveis em larga escala. Em determinado momento histrico, a maior parte da amnia

europeia era produzida por produo de hidrognio relacionada usina hidroeltrica de Vemork, via

a rota eletroltica. Vrias fontes de energia eltrica renovvel so potencialmente aplicveis.

Uma moderna planta de amnia (www.kbr.com).

11.Economia e Mercado

Por causa de seus muitos usos, amnia um dos mais altamente produzidos compostos qumicos

inorgnicos. Dzias de plantas qumicas pelo mundo produzem amnia.

A produo mundial de amnia em 2004 foi de 109 milhes de toneladas.[23] Em 2006, a produo

mundial era estimada em 146,5 milhes de toneladas.[24]

A Repblica Popular da China produz 28,4% da produo mundial (cada vez mais do carvo como

parte da sntese de uria[25]) seguido pela ndia com 8,6%, Rssia com 8,4%, e os E.U.A. com

8,2%.[23] Aproximadamente 80% ou mais da amnia produzida usada para fertilizao

agrcola.[23]

Consumindo mais que 1% de toda a energia gerada pelo homem, a produo de amnia um

significativo componente da demanda mundial de energia.[11]

12.Histria

Os romanos chamavam os depsitos de cloreto de amnio coletados prximos ao Templo de Amun

(em grego Ammon) na antiga Lbia sal ammoniacus (sal de Amun) por causa da

proximidade ao templo.[26] Sais de amnia tem sido conhecidos desde tempos muito remotos;

tanto que o termo Hammoniacus sal[27] aparece nos escritos de Plnio, embora no se saiba se o

termo refere-se exatamente a mesma substncia que seja conhecida modernamente como sal

amoniacal.[27]

O romanos conheciam a amnia e algumas de suas propriedades indiretamente, pois os

proprietrios de tinturarias e tecelagens (especialmente de l) romanas dispunham na porta de seus

estabelecimentos de mictrios, com o objetivo de coletar a urina, e aproveitar suas propriedades

alvejantes. Mulheres no Imprio Romano, pintavam o cabelo de amarelo com um extrato de folhas

de verbasco misturado com urina.[28]

Houve entre os romanos inclusive a vectigal urinae, uma taxa pela coleta de urina, imposta pelo

imperador Nero, no sculo I, posteriormente extinta por ordem de Vespasiano.[29][30] Alguns

autores atribuem a Vespasiano tal taxa.[31]

Na forma de sal amoniacal, amnia era conhecida pelos alquimistas rabes desde o sculo VIII,

primeiramente mencionado por Geber (Jabir ibn Hayyan),[32] e pelos alquimistas europeus desde o

sculo XIII, sendo mencionado por Albertus Magnus.[33] Ela tambm foi usada por tintureiros na

Idade Mdia na forma de urina fermentada[33] para alterar a cor de corantes de origem vegetal. No

sculo XV, Basilius Valentinus mostrou que a amnia poderia ser obtida pela ao de lcalis sobre

o sal amonaco. Em um perodo posterior, quando o sal amonaco era obtido por destilao dos

cascos e chifres de gado bovino e neutralizando o carbonato resultante com cido clordrico, o

nome esprito de Hartshorn (aproximadamente esprito de chifre duro) foi aplicado amnia.[33]

Amnia gasosa doi primeiramente isolada por Joseph Priestley em 1774 e foi denominada por

ele ar alcalino; entretanto isto foi igualmente obtido pelo alquimista Basil Valentine.[34] Onze anos

mais tarde, em 1785, Claude Louis Berthollet obteve sua composio.

O processo Haber para produzir amnia do nitrognio do ar foi desenvolvido por Fritz Haber e Carl

Bosch em 1909 e patenteado em 1910. Foi primeiramente usado em escala industrial pelos

alemes durante a Primeira Guerra Mundial,[11] seguindo-se ao bloqueio aliado que cortava o

suprimento de nitratos do Chile. a amnia foi primeiramente usada para produzir explosivos para

sustentar seu esforo de guerra.[35]

Anteriormente ao advento de gs natural barato, o hidrognio como um precursor da produo de

amnia era obtido via a eletrlise da gua. A central hidroeltrica Vemork, na Noruega, de 60 MW,

construda em 1911, foi usada somente para este propsito e at a Segunda Guerra Mundial

proveu a maioria da amnia da Europa.

Para mais detalhes e dados sobre estes fatos histricos e suas implicaes, ver nosso artigo:

cido Ntrico Dos mais miraculosos frmacos aos mais destrutivos explosivos

13.Astrofsica, Geologia e Biologia

Amnia encontrada em pequenas quantidades na atmosfera, sendo produzida pela putrefao de

matria nitrogenada animal e vegetal. Amnia e sais de amnio so tambm encontrados em

pequenas quantidades na gua da chuva, enquanto cloreto de amnio e sulfato de amnio so

encontrados nas proximidades de vulces; cristais de bicarbonato de amnio tem sido encontrados

no guano oriundo da Patagnia.

Sais de amnio tambm so encontrados distribuidos atravs de solo frtil e na gua do mar.

Substncias contendo amnia, ou aquelas que so similares a ela, so chamadas amoniacais.

Os rins secretam NH3 para neutralizar excesso de cido.[30] 13.1.Biosntese

Em certos organismos, amnia produzida do N2 atmosfrico por enzimas chamadas nitrogenases.

O processo como um todo chamado de fixao do nitrognio. Embora seja considerado

improvvel que mtodos biomimticos sejam desenvolvidos com competitividade com o processo

Haber, intensos esforos tem sido direcionados para se entender o mecanismo biolgico da fixao

de nitrognio. O interesse cientfico neste problema motivado pela incomum estrutura do stio

ativo da enzima, a qual consiste de um arranjo Fe7MoS9.

Trevo (Trifolium), uma comum planta fixadora de nitrognio.

Amnia tambm um produto metablico da deaminao de aminocidos. A excreo de amnia

comum em animais aquticos. Em humanos, ela totalmente convertida a uria, a qual muito

menos txica. Esta uria um componente principal da massa seca da urina. A maioria dos rpteis,

pssaros, assim como insetos e caracis unicamente excretam cido rico como dejeto

nitrogenado.

13.2.Formao e dissociao interestelar

Amnia deuterada (com trs tomos de deutrio), detectada na constelao de Perseu.[36]

13. 2 .1 .MECANI SMOS DE FORMAO

A abundncia interestelar de amnia tem sido medida para uma variedade de ambientes. A razo

[NH3]/[H2] tem sido estimada no intervalo de from 107 em pequenas nuvens escuras (cf.

Ungerechts et al. 1980) at 105 no ncleo denso da Nuvem Molecular de rion (Genzel et al.

1982). Embora um total de 18 rotas de produo tenham sido propostas,[37] o principal mecanismo

para a formao de NH3 interestelar a reao:

NH4+ + e NH3 + H

A contante de velocidade, k, desta reao depende da temperatura do ambiente, com um valor de

5.2106 a 10 K (veja Vikor, Al-Khalili, Danared et al., 1999, A&A, 344, 1027). A constante de

velocidade foi calculada com a frmula k = a(T / 300)B. Para a reao de formao primria, a =

1.05106 e B = 0.47. Assumindo uma abundncia de NH4+ de 3107(van Dishoeck & Black 1986)

Amnia

e uma abundncia de eltrons de 107 tpica de nuvens moleculares, a formao ir ocorrer a uma

taxa de 1,6109 cm3s1 em uma nuvem molecular de densidade total 105 cm3.

Todas as outras reaes de formao propostas tem constantes de velocidade entre 2 a 13 ordens

de magnitude menores, fazendo sua contribuio para a abundncia de amnia relativamente

insignificante.[38] Como um examplo da menor contribuio de outras reaes de formao

ocorrentes, temos a reao:

H2 + NH2 NH3 + H

que tem uma constante de velocidade de 2,21015. Supondo-se densidades de H2 de 105 e razo

NH2/H2 de 107, esta reao ocorre a uma taxa de 2,21012, mais de 3 ordens de magnitude mais

lentas que a reao primria acima.

Algumas das outras possveis reaes so:

H + NH4+ NH3 + H2 PNH3+ + e P + NH3

13. 2 .2 .MECANI SMOS DE DISSOC I AO

De acordo com o banco de dados online UDFA.net, existem um total de 113 reaes propostas

como condutoras destruio de NH3. Destas, 39 foram tabuladas por Prasad & Huntress

(1980)[39][40] que compilaram extensas tabelas da qumica de compostos incluindo C, N, e O. Uma

reviso da amnia interestelar por Ho & Townes (1983) cita as seguintes reaes como as

principais dos mecanismos de dissociao:

NH3 + H3+ NH4+ + H2 [5]

NH3 + HCO+ NH4+ + CO [6]

com constantes de velocidade de 4,39109 (Lininger et al. 1975) e 2.2109 (Smith & Adams 1977),

respectivamente. Para quatro reaes, B e gama so 0, consequentemente k = a. As equaes [5]

e [6] ocorrem a uma taxa de 8,8109 e 4,41013, respectivamente. Estes clculos assumem as

constantes de velocidade e abundncias dadas de [NH3]/[H2] = 105, [H3+]/[H2] = 2105 (Lepp et al.

1986), [HCO+]/[H2] = 2109 (Wooten et al. 1980), e densidades totais de n = 105, tpicas de nuvens

moleculares frias e densas. Claramente, entre estas duas reaes primrias, a equao [5] a

reao de destruio dominante, com uma taxa ~10 mil vezes mais rpida que a equao [6]. Isto

devido a relativamente alta abundncia de H3+.