Síntese do amoniaco

1. 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.

2. 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.

3. Amônia, Amoníaco ou NH3 • Fórmula • Estrutural

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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

8. Utilizações • 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. • 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. • 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:

9. 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. • • É quimicamente neutro para os elementos dos circuitos frigoríficos, com exceção do cobre. • • Não é sensível na presença de ar húmido ou de água. • • É facilmente detectável em caso de fuga por ser muito leve e, desta forma, é muito difícil ter uma falha de circuito.

10. 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. 

11. 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.

12. 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.

13. 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).