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Amônia

Amônia (NH₃) , gás incolor e pungente composto de nitrogênio e hidrogênio . É o composto estável mais simples desses elementos e serve como matéria-prima para a produção de muitos nitrogênio comercialmente importantes compostos .

A amônia e as aminas têm uma forma piramidal trigonal ligeiramente achatada com um par de elétrons solitário acima do nitrogênio. Em íons de amônio quaternário, esta área é ocupada por um quarto substituinte. Encyclopædia Britannica, Inc.

Usos da amônia

O principal uso da amônia é como um fertilizante . Nos Estados Unidos, geralmente é aplicado diretamente ao solo a partir de tanques contendo o gás liquefeito. A amônia também pode estar na forma de sais de amônio, como nitrato de amônio, NH₄NÃO₃, sulfato de amônio, (NH₄)_doisTÃO₄e vários fosfatos de amônio. Uréia , (H_doisN)_doisC = O, é a fonte de nitrogênio mais comumente usada para fertilizantes em todo o mundo. A amônia também é usada na fabricação de explosivos comerciais (por exemplo, trinitrotolueno [TNT], nitroglicerina e nitrocelulose).

Na indústria têxtil, a amônia é utilizada na fabricação de sintético fibras, como náilon e rayon. Além disso, é empregado no tingimento e limpeza de algodão , lã e seda. A amônia serve como um catalisador na produção de algumas resinas sintéticas. Mais importante, neutraliza subprodutos ácidos de refinamento de petróleo e, na indústria da borracha, evita a coagulação do látex bruto durante o transporte da plantação para a fábrica. A amônia também encontra aplicação tanto no processo de amônia-soda (também chamado de processo Solvay), um método amplamente usado para a produção de cinza de soda, quanto no processo Ostwald, um método para converter amônia em ácido nítrico.

A amônia é usada em vários processos metalúrgicos, incluindo a nitretação de chapas de liga para endurecer suas superfícies. Porque a amônia pode ser facilmente decomposta para produzir hidrogênio , é uma fonte portátil conveniente de hidrogênio atômico para Soldagem . Além disso, a amônia pode absorver quantidades substanciais de calor de seus arredores (ou seja, um grama de amônia absorve 327 calorias de calor), o que a torna útil como refrigerante em equipamentos de refrigeração e ar condicionado. Finalmente, entre seus usos menores está a inclusão em certos agentes de limpeza doméstica.

Preparação de amônia

A amônia pura foi preparada pela primeira vez pelo cientista físico inglês Joseph Priestley em 1774, e sua exata composição foi determinada pelo químico francês Claude-Louis Berthollet em 1785. A amônia está consistentemente entre os cinco principais produtos químicos produzidos nos Estados Unidos. O principal método comercial de produção de amônia é pelo Processo Haber-Bosch , que envolve a reação direta do elemental hidrogênio e nitrogênio elementar.N_dois+ 3H_dois→ 2NH₃

Esta reação requer o uso de um catalisador , alta pressão (100–1.000 atmosferas) e temperatura elevada (400–550 ° C [750–1020 ° F]). Na verdade, o equilíbrio Entre o elementos e amônia favorece a formação de amônia em baixa temperatura, mas alta temperatura é necessária para atingir uma taxa satisfatória de formação de amônia. Vários diferentes catalisadores pode ser usado. Normalmente, o catalisador é ferro contendo óxido de ferro. No entanto, tanto óxido de magnésio em alumínio óxido que foi ativado por óxidos de metais alcalinos e rutênio em carbono têm sido empregados como catalisadores. No laboratório, a amônia é melhor sintetizada pela hidrólise de um metal nitreto.Mg₃N_dois+ 6H_doisO → 2NH₃+ 3Mg (OH)_dois

Propriedades físicas da amônia

A amônia é um gás incolor com um odor forte e penetrante. Seu ponto de ebulição é −33,35 ° C (−28,03 ° F), e seu ponto de congelamento é −77,7 ° C (−107,8 ° F). Possui alto calor de vaporização (23,3 kilojoules por mol em seu ponto de ebulição) e pode ser manuseado como líquido em recipientes termicamente isolados em laboratório. (O calor de vaporização de uma substância é o número de quilojoules necessários para vaporizar um mol da substância sem mudança de temperatura.) A amônia molécula tem uma forma piramidal trigonal com os três hidrogênio átomos e um par não compartilhado de elétrons ligado ao átomo de nitrogênio. É uma molécula polar e está altamente associada por causa do forte intermolecular ligação de hidrogênio . O constante dielétrica de amônia (22 a −34 ° C [−29 ° F]) é menor do que a da água (81 a 25 ° C [77 ° F]), portanto, é um solvente melhor para materiais orgânicos. No entanto, ainda é alto o suficiente para permitir que a amônia atue como um solvente ionizante moderadamente bom. A amônia também se auto-ioniza, embora menos do que a água.2NH₃PEQUENO₄⁺+ PEQUENO_dois^-

Reatividade química da amônia

A combustão da amônia prossegue com dificuldade, mas produz gás nitrogênio e água.4NH₃+ 3O_dois+ calor → 2N_dois+ 6H_doisOUNo entanto, com o uso de um catalisador e sob as condições corretas de temperatura, a amônia reage com oxigênio para produzir óxido nítrico , NO, que é oxidado a dióxido de nitrogênio, NO_dois, e é usado na síntese industrial de ácido nítrico.

A amônia se dissolve prontamente na água com a liberação de calor.PEQUENO₃+ H_doisO ⇌ PEQUENO₄⁺+ OH^-Essas soluções aquosas de amônia são básicas e às vezes são chamadas de soluções de hidróxido de amônio (NH₄OH). O equilíbrio, no entanto, é tal que uma solução 1,0 molar de NH₃fornece apenas 4,2 milimoles de hidróxido íon . Os hidratos NH₃· H_doisO, 2NH₃· H_doisO e NH₃· 2H_doisO existe e foi demonstrado que consiste em amônia e água moléculas ligado por intermolecular ligações de hidrogênio .

A amônia líquida é amplamente utilizada como solvente não aquoso. Os metais alcalinos, bem como os metais alcalino-terrosos mais pesados ​​e até mesmo algumas transições internas metais dissolver em amônia líquida, produzindo soluções azuis. Medições físicas, incluindo estudos de condutividade elétrica, fornecem evidências de que essa cor azul e corrente elétrica são devidas ao elétron solvatado.metal (disperso) ⇌ metal (NH₃) _x ⇌ M⁺(PEQUENO₃) _x + é ^-(PEQUENO₃) _Y Essas soluções são excelentes fontes de elétrons para reduzir outras espécies químicas. Conforme a concentração de metal dissolvido aumenta, a solução torna-se de uma cor azul mais profunda e, finalmente, muda para uma solução de cor de cobre com um brilho metálico. A condutividade elétrica diminui e há evidências de que os elétrons solvatados se associam para formar pares de elétrons.dois é ^-(PEQUENO₃) _Y ⇌ é _dois(PEQUENO₃) _Y A maioria dos sais de amônio também se dissolvem prontamente na amônia líquida.

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