Nitrogênio e seus compostos

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


Nicotina: Obtida a partir das folhas do tabaco;

líquida e de cor amarela;

Usos medicinais

Cancerígena


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.


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;


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.


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.


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.


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.


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.


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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