Ensino Secundário – 11º ano de escolaridade
Componente de Química
Banco de Questões nº 1
Unidade 1 – Química e Indústria: equilíbrios e desequilíbrios
Leia ao texto a seguir com atenção1:
“Cientistas
descobrem novo processo para a produção de amoníaco
Uma equipa de pesquisadores da Universidade Cornell (Estados Unidos da América) conseguiu
converter azoto em amoníaco utilizando um processo vislumbrado há décadas pelos cientistas, mas que até
agora ninguém havia conseguido realizar.
O novo processo utiliza um complexo de zircónio metálico para adicionar átomos de hidrogénio a
uma molécula de azoto e convertê-la para amoníaco, sem a necessidade de altas temperaturas ou altas
pressões.
"O valor do nosso trabalho é que nós respondemos à questão básica da química de como “pegar”
essa molécula [de azoto] inerte e não reactiva e transformá-la em algo útil," explica o professor Paul
Chirik, coordenador do trabalho.
O azoto representa 78 por cento da atmosfera terrestre e, graças a um processo industrial de mais
de 90 anos de idade, ele pode ser convertido em fertilizantes à base de amoníaco, representando a base da
agricultura moderna.
O problema com a conversão do azoto em uma forma industrial e utilizável é que sua molécula é
formada por dois átomos com ligações químicas extremamente fortes. Somente o monóxido de carbono tem
uma ligação mais forte do que a da molécula de azoto. Mas, enquanto o monóxido de carbono adere
facilmente a outras moléculas, o azoto é apolar e não se liga facilmente a metais. É também muito difícil
inserir ou retirar electrões das moléculas de azoto.
O método de conversão de azoto em amoníaco, chamado de processo Haber-Bosch (em homenagem
a seus criadores Fritz Haber e Carl Bosch) é responsável pela produção de mais de 100 milhões de
toneladas de amoníaco anualmente para a agricultura e para a indústria química. O processo exige altas
temperaturas e pressões para que o azoto e o hidrogénio interajam sobre uma superfície de ferro, que serve
como catalisador.
Mas a equipe do Dr. Chirik conseguiu quebrar a ligação atómica da molécula de azoto utilizando
zircónio em forma solúvel a apenas 45º C e adicionar átomos de hidrogénio a esta "ponte de di-azoto". A
completa conversão para amoníaco foi feita a 85º C.
A descoberta poderá ter impacto na produção de amoníaco. Antes disso, porém, os cientistas
precisam transformar o processo de laboratório, que age molécula a molécula, em um processo de larga
escala que possa ser utilizado em ambiente industrial.
O próprio Dr. Chirik afirma que as hipótese de que o processo Haber-Bosch venha a ser substituído
graças à sua descoberta são muito pequenas. Ele acredita que o novo método possa ser mais útil para a
produção de compostos de azoto de alto valor agregado e baixos volumes de produção, como as hidrazinas
para combustível de foguetes ou químicos finos para sintetização de drogas.
Ao contrário do processo Haber-Bosch, o novo processo não utiliza um catalisador. O zircónio
forma um novo complexo no qual átomos de hidrogénio são adicionados à ponte de di-azoto, formando a
amoníaco, uma molécula por vez. Na verdade, os cientistas não conhecem uma substância que possa
funcionar como catalisador nesse processo, o que então poderia fazer com que ele atingisse dimensões
industriais. A busca desse catalisador passa agora a ser justamente o foco das pesquisas da equipe.”
1
Texto retirado e adaptado de http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/010160040304.html
Qufmica 11 ano BQ1.doc
NetProf
-1-
Ensino Secundário – 11º ano de escolaridade
Componente de Química
Com base no texto e os conhecimentos de sala de aula, completa o crucigrama a seguir.
Horizontais
Verticais
3. Elemento químico mais abundante no Universo
1. Elemento químico cujo sal complexo é
utilizado no trabalho da equipa do Dr. Chirik.
5. Desenvolveu o modelo de produção para o amoníaco 2. Sal de sódio utilizado na obtenção de azoto
(apelido)
para produzir amoníaco até o séc. XIX
6. Classificação da reacção química do processo de 4. Matéria-prima para obtenção de azoto a partir
Haber-Bosch.
de dejectos de animais.
7. Elemento químico mais abundante na atmosfera da 8. Empresa onde trabalhava Carl Bosch
Terra.
8. Resolveu as dificuldades técnicas da produção do
amoníaco por sua síntese
9. Catalizador do Processo de
Haber-Bosch.
10. Utilização do amoníaco para produzir artefactos de
guerra.
Qufmica 11 ano BQ1.doc
NetProf
-2-