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Amoníaco

• Substância inorgânica importante, usada, por exemplo, como matéria prima no fabrico de fertilizantes, de ácido nítrico, de explosivos e como meio de arrefecimento (estado líquido) em diversas indústrias alimentares

Haber Bosch

• No inicio do séc xx o químico alemão Fritz Haber desenvolveu um processo para sintetizar amoníaco diretamente a partir de azoto e hidrogénio. Para que a produção de amoníaco seja eficiente a reação deve realizar-se a pressóes elevadas (200 atm ou mais) e a temperaturas moderadas. O processo é realizado à temperatura de aproximadamente 450 C e na presença de um catalisador (ferro). A este processo chamou-se processo de Haber-Bosch, em reconhecimento da contribuição do engenheiro químico Karl Bosch ao inventar e desenvolver a tecnologia de altas pressões.

Diapositiva 3

• As matérias primas utilizadas na produção do amoníaco são o azoto e o hidrogénio.
• ( falta aqui uma parte!!!!)

Síntese/ Decomposição do Amoníaco

• Síntese do Amoníaco
• A reação de síntese do amoníaco, em sistema fechado, é um exemplo de reação incompleta. Antes de o azoto e/ou hidrogénio se esgotarem, o amoníaco entretanto formado pode decompor-se, de acordo com a reação química seguinte:
• Decomposição do amoníaco
• Esta é inversa da reação de síntese, e é o facto de as duas reações coexistirem em sistema fechado que faz com que a reação de formação do amoníaco seja incompleta.

Reações químicas incompletas

• Reação completa - reação em que pelo menos um dos seus reagentes se esgota (ex: combustão em sistema aberto)
• Reação incompleta - reação em que nenhum dos componentes se esgota.

Quantidade de matéria

• No sistema internacional, a unidade de quantidade de matéria, n, é a mole, e representa a quantidade de matéria que contém tantas unidades elementares (átomos, moléculas, iões.. ) quanto os átomos existentes em 12g do isótopo de carbono 12.
• Constante de Avogadro - numero de entidades que existem na quantidade de matéria correspondente a uma mole. O número de entidades presentes numa amostra é diretamente proporcional à quantidade de matéria respetiva, sendo a constante de proporcionalidade a constante de avogadro.
• NA = 6,022 x 1023 mol-1
• N= n x NA
• --> Amostras de substâncias diferentes com o mesmo número de entidades constituintes ( N ) têm a mesma quantidade de substância.

Rendimento de uma reação química

• - Serve para determinar o grau de eficiência de uma reação
• Rendimento- quociente entre a quantidade de produto que realmente se forma e a quantidade de produto teoricamente prevista com base na estequiometria da reação. Na indústria o rendimento das reações é sempre inferior a 100%. Para além das reações incompletas, há outros factores que podem condicionar o rendimento, nomeadamente a existência de reações secundárias, em que se formam produtos diferentes do produto pretendido, e a ocorrência de reações muito lentas, em que não há tempo para a conversão completa dos reagentes.
• ( fórmula do rendimento!!!)

Grau de pureza

• A maior parte das matérias primas na indústria contem impurezas.
• Em geral, um reagente químico pode apresentar diferentes graus de pureza..
• Escolhe-se o grau de pureza do reagente om base no fim a que se destina.
• ( formula)

Reagente Limitante e em excesso

• Numa reação química, raramente os reagentes são utilizados em quantidades estequiométricas, ou seja, de acordo com a proporção estabelecida pela equação química.
• Reagente em excesso: reagente cuja quantidade presente na mistura reaccional é superior à prevista pela proporção estequiométrica.
• Reagente limitante: reagente cuja quantidade condiciona a quantidade de produtos formados.

A.L-Amoníaco em matérias de uso comum

• A presença de amoníaco e de compostos de amónio é comum em produtos de limpeza doméstica e em adubos. A identificação destes compostos é feita através da adição de uma base forte (por exemplo, NaOH), a qual favorece a formação de amoníaco, possível de identificar através de testes laboratoriais.

Diapositiva 11

• Teste A - papel vermelho de tornesol
• Trata-se de comparar o carácter alcalino da amostra, o que acontece se a amostra ensaiada tiver amoníaco. Quando se aproxima o papel humedecido com água, o NH3 (g) presente, ou o que se formou na amostra, em contacto com o papel humedecido reage com a água, dando origem a iões OH(falta sinal!!!) (aq) (responsáveis pelo carácter alcalino) que provocam a mudança de cor do papel para azul. A mudança de cor do papel indicador comprova o carácter alcalino da solução aquosa de amoníaco.
• Teste B - cloreto de hidrogénio, HCl (g)
• Identificação de amoníaco através da produção de cloreto de amónio (NH4Cl), por reação com cloreto de hidrogénio.

Diapositiva 12

• Teste C - reagente de Nessler
• se existir amoníaco ou compostos de amónio na amostra formar-se-á um sólido de cor amarela-acastanhada, mais intensa no caso de concentrações mais elevadas.
• Teste D - solução aquosa de sulfato de cobre (||)
• Identificação do amoníaco por reação com solução aquosa de sulfato de cobre (||)
• Com excesso de amoníaco forma-se o ião tetraminocobre (||), e a solução adquire cor azul intensa.

O amoníaco, a saúde e o ambiente

• Quando há emissão de amoníaco gasoso para a atmosfera este constitui uma fonte importante de poluição, pois pode formar-se nitrato de amónio sob a forma de material particulado. O amoníaco pode ainda reagir com o oxigénio do ar, formando-se óxidos de azoto. Estes produtos podem dar origem a problemas ambientais graves, tais como chuvas ácidas, acidificação dos solos e eutrofização dos cursos de água (excesso de nutrientes que provocam alterações físicas, químicas e biológicas em plantas e animais)
• O amoníaco é um gás incolor à temperatura ambiente e à pressão atmosférica normal. É muito solúvel em água.. É comercializado sob a forma de soluções aquosas concentradas ou puro e liquefeito ( por exemplo, em sistemas de refrigeração). Para que se mantenha liquefeito tem de se manter a pressão elevada em tanques (ou garrafas) apropriadas.
• O contacto com amoníaco ( em solução aquosa ou puro) tem efeitos nocivos para a saúde. É tóxico por inalação, corrosivo para os olhos, vias respiratórias e pele. A gravidade das lesões depende do tempo de exposição e/ou concentração. No caso do amoníaco liquefeito há perigos adicionais, uma vez que é inflamável e a mistura com o ar pode ser explosiva.

Síntese do amoníaco e balanço energético

• As variações de energia são uma característica fundamental das reações químicas. Frequentemente o principal objetivo de muitas reações químicas não é obter um ou mais produtos da reação, mas sim aproveitar a energia posta em jogo nestas reações.
• Reações químicas exotérmicas e endotérmicas
• Num sistema isolado (não há trocas de energia nem matéria com a vizinhança) a energia interna permanece constante. Nestes sistemas as reações podem ser classificadas de acordo com as variações de temperatura do sistema.
• Reação exotérmica - Quando, em sistema isolado, ocorre elevação da temperatura do sistema. A energia cinética do sistema aumenta mas esse aumento faz-se às custas da diminuição da energia potencial interna ( energia associada às ligações entre os átomos)
• Reação endotérmica - Quando, em sistema isolado, ocorre uma diminuição da temperatura do sistema. A energia cinética diminui devido ao aumento da energia potencial interna.
• Num sistema não isolado, o sistema pode trocar energia com a sua vizinhança por calor, trabalho ou radiação, pelo que, pode haver variação da energia interna. Considerando que as trocas de energia do sistema com a vizinhança são apenas por calor, se a reação for exotérmica, o sistema cede energia por calor à vizinhança, aquecendo-a. Pelo contrário, se a reação for endotérmica, o sistema recebe energia por calor da vizinhança, arrefecendo-a.