Síntese do amoniaco
o amoniaco
O amoníaco, gás amoníaco ou
amónia é um composto cuja
molécula é contituida por um átomo
de nitrogênio e três de Hidrogênio de
fórmula molecular NH3.
Amônia
O Amoníaco foi reconhecido como refrigerante
em 1860 quando o francês Ferdinand Carre
criou um sistema de refrigeração do tipo
“absorção”, onde se utilizava o amoníaco
como refrigerante e a água como agente de
absorção. Aproximadamente uma década
depois, o americano David Byle desenvolveu
um compressor que se podia usar com
amoníaco.
Amônia, Amoníaco ou NH3
• Fórmula
• Estrutural
Utilidades de NH3
• Ambas estas técnicas se vieram a desenvolver
posteriormente, sendo que a estrutura básica
do compressor elaborada em 1870 ainda se
utiliza e está directamente relacionada com a
refrigeração actual do amoníaco.
Evolução
• O amoníaco foi substituído pelos cloro-fluorcarbonetos
(CFCs) nos anos trinta do século XX, pois o seu destino
era outro. Servia para o combate, nomeadamente na
fabricação de armas e explosivos. Mais recentemente
voltou a ganhar “o papel principal” nos processos de
arrefecimento, pois os CFCs causam um enorme dano à
camada de ozónio.
•
A Sua Obtenção
• Actualmente o processo de Haber-Bosch (cujo
desenvolvimento valeu a Fritz Haber e a Carl Bosch o
Prémio Nobel da Química de 1918 e 1931,
respectivamente) é o mais importante método de obtenção
da amónia.
• O hidrogénio e o azoto, obtidos pelos processos
anteriormente descritos, entram num compressor onde são
sujeitos a uma pressão elevada (20 MPa).
• Em seguida, passam para a câmara de reacção, também
chamada conversor, onde, a temperaturas elevadas (457ºC)
e na presença de um catalisador (ferro em pó), se processa
a reacção entre o azoto e o hidrogénio.
N2 (g) + 3H2 (g) → 2NH3 (g)
• Como esta reacção não é completa, ficam ainda por reagir
grandes quantidades de azoto e de hidrogénio.
Rendimento da reação
• Assim, da câmara de reacção sai uma mistura de
amoníaco com azoto e hidrogénio. Esta mistura
entra no condensador, onde o amoníaco se
liquefaz e é recolhido.
• O azoto e o hidrogénio que não reagiram são
novamente introduzidos no conversor através de
uma bomba de reciclagem
Utilizações
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Muito usado em ciclos de compressão ( refrigeração ) devido ao seu elevado calor de vaporização e
temperatura crítica. Também é utilizado em processos de absorção em combinação com a água.
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A amónia e seus derivados ureia, nitrato de amónio e outros são usados na agricultura como
fertilizantes. Também é componente de vários produtos de limpeza. Outro produto importante
derivado da amónia é o ácido nítrico.
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•
O amoníaco utiliza-se como refrigerante há mais de 120 anos e, por isso, as suas propriedades e
aplicações são bastante conhecidas. No entanto, é devido a certos inconvenientes que esta
substância apresenta, no que respeita à segurança, quanto ao uso do amoníaco, limita-se
exclusivamente a grandes fábricas e indústrias que necessitam do uso deste composto. Como fluido
usado na refrigeração, o amoníaco apresenta numerosas características e vantagens, sendo as mais
importantes as seguintes:
Propriedades de NH3
• Possui boas propriedades termodinâmicas, de transferência, de
calor e de massa, em particular dentro das condições definidas
pelos serviços e o rendimento das máquinas utilizando amoníaco é
dos melhores.
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• • É quimicamente neutro para os elementos dos circuitos
frigoríficos, com exceção do cobre.
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• • Não é sensível na presença de ar húmido ou de água.
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• • É facilmente detectável em caso de fuga por ser muito leve e,
desta forma, é muito difícil ter uma falha de circuito.
Outras propriedades do NH3
• O amoníaco é também utilizado em máquinas de compressão
mecânica, e em máquinas frigoríficas de pequenas potências
(refrigeradores e frigoríficos domésticas) e a grande potência (em
especial para a recuperação de calor industrial).
O amoníaco é uma substância produzida em grandes quantidades
por sociedades químicas. Fica queimado quando a condensação do
ar atinge valores entre 16 e 25% e é inflamável quando atinge a
temperatura de 651°C. Estes dois valores mostram que o risco de
inflamação do amoníaco é muito limitado. São estas características
que fazem do amoníaco uma substância muito útil na área da
refrigeração.
O Amoníaco, O Ambiente e O Homem
Riscos directos para a saúde:
• Vapor – Muito irritante para as mucosas. Causa espirros, tosse. Provoca lacrimejo,
podendo causar conjuntivites.
• Solução líquida – Causa dermatites de contacto, dores muito intensas com
intolerância gástrica e estado de choque (se ingerida). A complicação imediata a recear
é o edema da glote.
Impactos na Natureza
• A presença de amoníaco pode causar
modificações do pH nos sistemas ecológicos
aquosos visto a solução aquosa de amoníaco ser
uma base.
•
A decomposição térmica do amoníaco origina
óxidos de azoto, que são agentes poluentes da
atmosfera, pois dão origem às chuvas ácidas.
Reações químicas na atmoféra
• 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).