{"id":146869,"date":"2020-02-03T10:16:32","date_gmt":"2020-02-03T12:16:32","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/?p=146869"},"modified":"2020-02-03T10:16:32","modified_gmt":"2020-02-03T12:16:32","slug":"sintese-de-amonia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/quimica\/sintese-de-amonia","title":{"rendered":"S\u00edntese de Am\u00f4nia"},"content":{"rendered":"

Defini\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n

A am\u00f4nia<\/strong> \u00e9 um dos produtos qu\u00edmicos org\u00e2nicos mais produzidos.<\/p>\n

Combina\u00e7\u00e3o qu\u00edmica de gases nitrog\u00eanio e hidrog\u00eanio a alta temperatura e press\u00e3o na presen\u00e7a de um catalisador para formar am\u00f4nia.<\/p>\n

Am\u00f4nia (NH3<\/sub>), incolor, o g\u00e1s penetrante composto por azoto e hidrog\u00eanio.<\/p>\n

\u00c9 o composto est\u00e1vel mais simples desses elementos e serve como material de partida para a produ\u00e7\u00e3o de muitos compostos nitrogenados comercialmente importantes.<\/p>\n

O que \u00e9 a s\u00edntese de am\u00f4nia?<\/strong><\/p>\n

A s\u00edntese de am\u00f4nia \u00e9 a produ\u00e7\u00e3o de am\u00f4nia a partir da combina\u00e7\u00e3o de gases hidrog\u00eanio e nitrog\u00eanio.<\/p>\n

A maior parte da am\u00f4nia produzida \u00e9 usada como fertilizante, embora possa ser usada para outros fins, como a fabrica\u00e7\u00e3o de explosivos.<\/p>\n

O processo foi desenvolvido na Alemanha no in\u00edcio dos anos 1900.<\/p>\n

A atmosfera est\u00e1 cheia de g\u00e1s nitrog\u00eanio, mas n\u00e3o \u00e9 reativa e geralmente n\u00e3o combina com outros elementos.<\/p>\n

A estrat\u00e9gia b\u00e1sica para a produ\u00e7\u00e3o de am\u00f4nia, o NH3<\/sub>, \u00e9 combinar o g\u00e1s hidrog\u00eanio, H2<\/sub>, com o g\u00e1s nitrog\u00eanio, N2<\/sub>, a alta temperatura e sob alta press\u00e3o. Quimicamente, essa \u00e9 uma rea\u00e7\u00e3o dif\u00edcil, por isso requer um agente para acelerar o processo.<\/p>\n

Um catalisador \u00e9 um composto que faz a rea\u00e7\u00e3o prosseguir mais rapidamente.<\/p>\n

Na s\u00edntese de am\u00f4nia, o catalisador usado \u00e9 geralmente ferro. O tipo de ferro usado \u00e9 o min\u00e9rio de magnetita reduzido.<\/p>\n

Existem outros produtos qu\u00edmicos que podem ser usados como catalisadores, mas o ferro \u00e9 o mais comum.<\/p>\n

A fonte do g\u00e1s hidrog\u00eanio \u00e9 geralmente o g\u00e1s natural, tamb\u00e9m conhecido como metano, CH4<\/sub>.<\/p>\n

Isso descreve o processo b\u00e1sico de s\u00edntese de am\u00f4nia.<\/p>\n

Muitas outras etapas ocorrem em uma planta de s\u00edntese de am\u00f4nia.<\/p>\n

Os compostos de enxofre s\u00e3o removidos primeiro do g\u00e1s natural reagindo com \u00f3xido de zinco, que \u00e9 transformado em sulfeto de zinco. Isso deixa o metano livre, que passa por v\u00e1rias outras transforma\u00e7\u00f5es para gerar g\u00e1s hidrog\u00eanio.<\/p>\n

A temperatura utilizada \u00e9 de cerca de 400\u00b0C.<\/p>\n

A press\u00e3o usada \u00e9 menor do que o ideal para a rea\u00e7\u00e3o. Por raz\u00f5es de seguran\u00e7a, \u00e9 utilizada press\u00e3o de cerca de 200 atmosferas (atm). O rendimento \u00e9 de cerca de 10-20% sob essas condi\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

\u00c0 medida que a mistura sai do reator, \u00e9 resfriada, para que a am\u00f4nia se torne um l\u00edquido. O calor \u00e9 capturado e reutilizado para aquecer os gases que entram.<\/p>\n

Esse m\u00e9todo de s\u00edntese de am\u00f4nia \u00e9 conhecido como processo de Haber, porque foi criado pelo qu\u00edmico alem\u00e3o Fritz Haber, que desenvolveu as condi\u00e7\u00f5es para a rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica.<\/p>\n

Ele o desenvolveu durante uma escassez de fertilizantes contendo nitrog\u00eanio no in\u00edcio de 1900 e porque a Alemanha precisava de explosivos para a Primeira Guerra Mundial. Atualmente, a am\u00f4nia \u00e9 produzida em larga escala em todo o mundo.<\/p>\n

Uma maneira alternativa de produzir o hidrog\u00eanio para a rea\u00e7\u00e3o \u00e9 atrav\u00e9s da eletr\u00f3lise da \u00e1gua. A eletr\u00f3lise usa eletricidade para decompor os compostos. Nesse caso, a \u00e1gua \u00e9 decomposta em hidrog\u00eanio e oxig\u00eanio.<\/p>\n

Isso foi feito em conjunto com a produ\u00e7\u00e3o de eletricidade de usinas hidrel\u00e9tricas. J\u00e1 em 1911, a eletr\u00f3lise da \u00e1gua tem sido usada para fornecer hidrog\u00eanio para a s\u00edntese de am\u00f4nia.<\/p>\n

Alguns microrganismos s\u00e3o capazes de usar g\u00e1s nitrog\u00eanio do ar para produzir am\u00f4nia. Esse processo \u00e9 chamado de fixa\u00e7\u00e3o de nitrog\u00eanio. Nesse caso, os catalisadores s\u00e3o enzimas complexas conhecidas como nitrogenases.<\/p>\n

As bact\u00e9rias que realizam esse processo vivem nas ra\u00edzes das leguminosas, como as ervilhas. A fixa\u00e7\u00e3o de nitrog\u00eanio melhorou significativamente o estado de nutrientes de muitos solos.<\/p>\n

O Processo Haber<\/strong><\/p>\n

O processo Haber<\/strong>, tamb\u00e9m chamado de processo Haber-Bosch, \u00e9 um processo de fixa\u00e7\u00e3o artificial de nitrog\u00eanio e \u00e9 o principal procedimento industrial para a produ\u00e7\u00e3o de am\u00f4nia atualmente.<\/p>\n

\u00c9 nomeado ap\u00f3s seus inventores, os qu\u00edmicos alem\u00e3es Fritz Haber e Carl Bosch, que o desenvolveram na primeira d\u00e9cada do s\u00e9culo XX.<\/p>\n

O processo converte nitrog\u00eanio atmosf\u00e9rico ((N<\/strong>2<\/strong><\/sub>) em am\u00f4nia (NH<\/strong>3<\/strong><\/sub>) por uma rea\u00e7\u00e3o com hidrog\u00eanio (H<\/strong>2<\/strong><\/sub>) usando um catalisador de metal sob altas temperaturas e press\u00f5es:<\/strong><\/p>\n

N 2 + 3 H 2 \"\"\u00a02 NH 3 ? H \u00b0 = – 91,8 kJ \/ mol<\/p>\n

Antes<\/strong><\/p>\n

Antes do desenvolvimento do processo Haber, a am\u00f4nia era dif\u00edcil de produzir em escala industrial, com m\u00e9todos iniciais como o processo Birkeland \u2013 Eyde e o processo Frank \u2013 Caro, todos altamente ineficientes.<\/p>\n

Embora o processo Haber seja usado principalmente para produzir fertilizantes hoje em dia, durante a Primeira Guerra Mundial, ele forneceu \u00e0 Alemanha uma fonte de am\u00f4nia para a produ\u00e7\u00e3o de explosivos, compensando o bloqueio comercial das pot\u00eancias aliadas no salitre chileno.<\/p>\n

A hist\u00f3ria do processo Haber<\/strong><\/p>\n

As ind\u00fastrias de hoje usam o processo Haber para sintetizar am\u00f4nia, mas ele n\u00e3o foi inventado at\u00e9 o in\u00edcio do s\u00e9culo XX.<\/p>\n

Em 1898, Sir William Cook, um qu\u00edmico brit\u00e2nico, previu que parte da humanidade poderia ser confrontada com a perspectiva de morrer de fome devido \u00e0 falta de fertilizante nitrogenado para o crescimento das plantas.<\/p>\n

Naquela \u00e9poca, quase todo o nitrog\u00eanio no solo, como nitrato, era fixado por centenas de anos por microorganismos, e esses solos org\u00e2nicos ricos estavam se esgotando rapidamente. Os pa\u00edses industrializados, como a Alemanha, j\u00e1 dependiam de esterco animal, como o guano da Am\u00e9rica do Sul, para produzir fertilizantes \u00e0 base de nitrog\u00eanio.<\/p>\n

Felizmente, em 1908, um qu\u00edmico alem\u00e3o chamado Fritz Haber desenvolveu um m\u00e9todo qu\u00edmico para produzir grandes quantidades de am\u00f4nia, usando um processo que agora \u00e9 conhecido como processo de Haber.<\/p>\n

A am\u00f4nia assim produzida pode ser facilmente convertida em fertilizantes \u00e0 base de nitrog\u00eanio. A am\u00f4nia tamb\u00e9m \u00e9 usada na fabrica\u00e7\u00e3o de explosivos e produtos de limpeza.<\/p>\n

Usos de am\u00f4nia<\/strong><\/p>\n

O principal uso de am\u00f4nia \u00e9 como fertilizante.<\/p>\n

Geralmente \u00e9 aplicado diretamente ao solo a partir de tanques que cont\u00eam o g\u00e1s liquefeito.<\/p>\n

A am\u00f4nia tamb\u00e9m pode estar na forma de sais de am\u00f4nio, como nitrato de am\u00f4nio, NH4<\/sub>NO3<\/sub>, sulfato de am\u00f4nio, (NH4<\/sub>)2<\/sub>SO4)<\/sub> e v\u00e1rios fosfatos de am\u00f4nio.<\/p>\n

A ur\u00e9ia, (H2<\/sub>N)2<\/sub>C=O), \u00e9 a fonte de nitrog\u00eanio mais comumente usada para fertilizantes em todo o mundo.<\/p>\n

A am\u00f4nia tamb\u00e9m \u00e9 usada na fabrica\u00e7\u00e3o de explosivos comerciais (por exemplo, trinitrotolueno [TNT], nitroglicerina e nitrocelulose).<\/p>\n

Na ind\u00fastria t\u00eaxtil, a am\u00f4nia \u00e9 usada na fabrica\u00e7\u00e3o de fibras sint\u00e9ticas, como nylon e rayon. Al\u00e9m disso, \u00e9 empregado no tingimento e lavagem de algod\u00e3o, l\u00e3 e seda.<\/p>\n

A am\u00f4nia serve como catalisador na produ\u00e7\u00e3o de algumas resinas sint\u00e9ticas.<\/p>\n

Mais importante, neutraliza os subprodutos \u00e1cidos do refino de petr\u00f3leo e, na ind\u00fastria da borracha, evita a coagula\u00e7\u00e3o do l\u00e1tex bruto durante o transporte da planta\u00e7\u00e3o \u00e0 f\u00e1brica.<\/p>\n

A am\u00f4nia tamb\u00e9m encontra aplica\u00e7\u00e3o no processo am\u00f4nia-soda (tamb\u00e9m chamado de processo Solvay), um m\u00e9todo amplamente usado para produzir cinzas de soda, e no processo Ostwald, um m\u00e9todo para converter am\u00f4nia em \u00e1cido n\u00edtrico.<\/p>\n

A am\u00f4nia \u00e9 usada em v\u00e1rios processos metal\u00fargicos, incluindo a nitreta\u00e7\u00e3o de chapas de liga para endurecer suas superf\u00edcies.<\/p>\n

Como a am\u00f4nia pode ser decomposta facilmente para produzir hidrog\u00eanio, \u00e9 uma fonte port\u00e1til e conveniente de hidrog\u00eanio at\u00f4mico para soldagem. Al\u00e9m disso, a am\u00f4nia pode absorver quantidades substanciais de calor do ambiente (isto \u00e9, um grama de am\u00f4nia absorve 327 calorias), o que a torna \u00fatil como refrigerante em equipamentos de refrigera\u00e7\u00e3o e ar condicionado.<\/p>\n

Finalmente, entre seus pequenos usos est\u00e1 a inclus\u00e3o em certos agentes de limpeza dom\u00e9stica.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Nota-se que para a rea\u00e7\u00e3o ocorrer \u00e9 necess\u00e1rio 1L de N<\/strong>2<\/strong><\/sub> e 3L de H<\/strong>2<\/strong><\/sub> para formar 2L de NH<\/strong>3<\/strong><\/sub> ( am\u00f4nia)<\/strong><\/p>\n

Fonte:<\/strong> www.aiche.org\/www.topsoe.com\/www3.epa.gov\/encyclopedia2.thefreedictionary.com\/www.wisegeek.org\/phys.org\/web.wpi.edu\/www.ncbi.nlm.nih.gov\/www.ctc-n.org<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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