Estrutura, propriedades e usos do hidróxido de amônio

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Egbert Haynes

O hidróxido de amônio é um composto com a fórmula molecular NH4Oh oh5NO produzido pela dissolução do gás amônia (NH3) na água. Por esse motivo, é chamada de água amônia ou amônia líquida..

É um líquido incolor com um odor muito intenso e forte, que não é isolável. Essas características têm relação direta com a concentração de NH3 dissolvido em água; concentração que na verdade, sendo um gás, pode abranger grandes quantidades dele dissolvidas em um pequeno volume de água.

Fonte: Gabriel Bolívar

Uma parte consideravelmente pequena dessas soluções aquosas é composta por cátions NH.4+ e os ânions OH-. Por outro lado, em soluções muito diluídas ou em sólidos congelados a temperaturas muito baixas, a amônia pode ser encontrada na forma de hidratos, tais como: NH3∙ HdoisOu, 2NH3∙ HdoisO e NH3∙ 2HdoisOU.

Curiosamente, as nuvens de Júpiter são compostas por soluções diluídas de hidróxido de amônio. No entanto, a sonda espacial Galileo falhou em encontrar água nas nuvens do planeta, o que seria esperado devido ao conhecimento que temos da formação de hidróxido de amônio; ou seja, eles são cristais NH4OH totalmente anidro.

O íon amônio (NH4+) é produzido no lúmen tubular renal pela união de amônia e hidrogênio, secretado pelas células tubulares renais. Da mesma forma, a amônia é produzida nas células tubulares renais no processo de transformação da glutamina em glutamato e, por sua vez, na conversão do glutamato em α-cetoglutarato.

A amônia é produzida industrialmente pelo método Haber-Bosch, no qual os gases nitrogênio e hidrogênio são reagidos; usando íon férrico, óxido de alumínio e óxido de potássio como catalisadores. A reação é realizada a altas pressões (150 - 300 atmosferas) e altas temperaturas (400 -500 ºC), com um rendimento de 10 -20%.

A amônia é produzida na reação, que quando oxida produz nitritos e nitratos. Eles são essenciais para a obtenção de ácido nítrico e fertilizantes como o nitrato de amônio..

Índice do artigo

  • 1 Estrutura química
    • 1.1 Gelo de amônia
  • 2 Propriedades físicas e químicas
    • 2.1 Fórmula molecular
    • 2.2 Peso molecular
    • 2.3 Aparência
    • 2.4 Concentração
    • 2,5 Odor
    • 2.6 Sabor
    • 2.7 Valor limite
    • 2.8 Ponto de ebulição
    • 2.9 Solubilidade
    • 2.10 Solubilidade em água
    • 2.11 Densidade
    • 2,12 Densidade de vapor
    • 2.13 Pressão de vapor
    • 2.14 Ação corrosiva
    • 2,15 pH
    • 2.16 Constante de dissociação
  • 3 Nomenclatura
  • 4 Solubilidade
  • 5 riscos
    • 5.1 Reatividade
  • 6 usos
    • 6.1 Na alimentação
    • 6.2 Terapêutica
    • 6.3 Industrial e diversos
    • 6.4 Na agricultura
  • 7 referências

Estrutura química

Como indica sua definição, o hidróxido de amônio consiste em uma solução aquosa de gás amônia. Portanto, dentro do líquido, não há nenhuma estrutura definida diferente daquela de um arranjo aleatório de íons NH.4+ e OH- solvatado por moléculas de água.

Os íons amônio e hidroxila são produtos de um equilíbrio da hidrólise da amônia, portanto, é comum que essas soluções tenham um odor pungente:

NH3(g) + HdoisO (l) <=> NH4+(ac) + OH-(ac)

De acordo com a equação química, uma grande diminuição na concentração de água deslocaria o equilíbrio para a formação de mais amônia; ou seja, conforme o hidróxido de amônio é aquecido, vapores de amônia serão liberados.

Por esta razão, íons NH4+ e OH- falham em formar um cristal em condições terrestres, o que resulta na base sólida NH4Oh não existe.

O referido sólido deve ser composto apenas de íons interagindo eletrostaticamente (como mostrado na imagem).

Gelo de amônia

Porém, sob temperaturas bem abaixo de 0ºC, e rodeadas por enormes pressões, como as que prevalecem nos núcleos das luas geladas, amônia e água gelada. Ao fazer isso, eles se cristalizam em uma mistura sólida com várias razões estequiométricas, sendo a mais simples NH3∙ HdoisO: monohidrato de amônia.

NH3∙ HdoisO e NH3∙ 2HdoisOu são gelo de amônia, já que o sólido consiste em um arranjo cristalino de moléculas de água e amônia ligadas por pontes de hidrogênio..

Dada uma mudança em T e P, de acordo com estudos computacionais que simulam todas as variáveis ​​físicas e seus efeitos sobre esses gelos, ocorre uma transição de uma fase NH.3∙ nHdoisOu para uma fase NH4Oh.

Portanto, apenas sob essas condições extremas, o NH4OH pode existir como um produto de uma protonação dentro do gelo entre NH3 e o HdoisOU:

NH3(s) + HdoisVocês) <=> NH4Oh s)

Observe que, desta vez, ao contrário da hidrólise da amônia, as espécies envolvidas estão em uma fase sólida. Um gelo de amônia que fica salgado sem a liberação de amônia.

Propriedades físicas e químicas

Fórmula molecular

NH4Oh oh5NÃO

Peso molecular

35,046 g / mol

Aparência

É um líquido incolor.

Concentração

Até cerca de 30% (para íons NH4+ e OH-).

Odor

Muito forte e afiado.

Gosto

Acre.

Valor limiar

34 ppm para detecção não específica.

Ponto de ebulição

38 ºC (25%).

Solubilidade

Existe apenas em solução aquosa.

Solubilidade em água

Miscível em proporções ilimitadas.

Densidade

0,90 g / cm3 a 25 ºC.

Densidade do vapor

Em relação ao ar considerado como unidade: 0,6. Ou seja, é menos denso que o ar. No entanto, logicamente, o valor relatado se refere à amônia como um gás, não suas soluções aquosas ou NH4Oh.

Pressão de vapor

2.160 mmHg a 25 ºC.

Ação corrosiva

É capaz de dissolver zinco e cobre.

pH

11,6 (solução 1N); 11,1 (solução 0,1 N) e 10,6 (solução 0,01 N).

Constante de dissociação

pKb = 4,767; Kb = 1,71 x 10-5 a 20 ºC

pKb = 4,751; Kb = 1.774 x 10-5 a 25ºC.

O aumento da temperatura quase imperceptivelmente aumenta a basicidade do hidróxido de amônio.

Nomenclatura

Quais são todos os nomes comuns e oficiais que a NH recebe?4OH? De acordo com o que estabelece a IUPAC, seu nome é hidróxido de amônio por conter o ânion hidroxila.

O amônio, devido à sua carga +1, é monovalente, então usando a nomenclatura de estoque é denominado como: hidróxido de amônio (I).

Embora o uso do termo hidróxido de amônio seja tecnicamente incorreto, uma vez que o composto não é isolável (pelo menos não na Terra, conforme explicado em detalhes na primeira seção).

Além disso, o hidróxido de amônio é chamado de água de amônia e amônia líquida..

Solubilidade

NH4OH não existe como um sal em condições terrestres, não se pode estimar o quão solúvel é em diferentes solventes.

No entanto, seria esperado que fosse extremamente solúvel em água, uma vez que sua dissolução liberaria enormes quantidades de NH3. Teoricamente, seria uma maneira incrível de armazenar e transportar amônia.

Em outros solventes capazes de aceitar ligações de hidrogênio, como álcoois e aminas, pode-se esperar que também seja muito solúvel neles. Aqui, o cátion NH4+ é um doador de ligação de hidrogênio, e OH- age como ambos.

Exemplos dessas interações com metanol seriam: H3N+-H - OHCH3 e HO- - HOCH3 (OHCH3 indica que o oxigênio recebe a ligação de hidrogênio, não que o grupo metil está ligado ao H).

Riscos

-Em contato com os olhos causa irritação que pode causar lesões oculares..

-É corrosivo. Portanto, em contato com a pele pode causar irritação e em altas concentrações do reagente pode causar queimaduras na pele. O contato repetido do hidróxido de amônio com a pele pode causar ressecamento, coceira e vermelhidão (dermatite)..

-A inalação de névoa de hidróxido de amônio pode causar irritação aguda do trato respiratório, caracterizada por sufocação, tosse ou falta de ar. A exposição prolongada ou repetida à substância pode resultar em infecções brônquicas recorrentes. Além disso, a inalação de hidróxido de amônio pode causar irritação nos pulmões..

-A exposição a altas concentrações de hidróxido de amônio pode constituir uma emergência médica, pois pode ocorrer acúmulo de líquido nos pulmões (edema pulmonar)..

-Foi tomada como limite de exposição a concentração de 25 ppm, em turno de 8 horas, em ambiente onde o trabalhador está exposto à ação nociva do hidróxido de amônio.

Reatividade

-Além do potencial dano à saúde pela exposição ao hidróxido de amônio, existem outras precauções que devem ser levadas em consideração ao trabalhar com a substância..

-O hidróxido de amônio pode reagir com muitos metais, como: prata, cobre, chumbo e zinco. Ele também reage com os sais desses metais para formar compostos explosivos e liberar gás hidrogênio; que por sua vez, é inflamável e explosivo.

-Pode reagir violentamente com ácidos fortes, por exemplo: ácido clorídrico, ácido sulfúrico e ácido nítrico. Ele também reage da mesma maneira com sulfato de dimetila e halogênios..

-Reage com bases fortes, como hidróxido de sódio e hidróxido de potássio, produzindo gás amônia. Isso pode ser verificado observando o equilíbrio em solução, no qual a adição de íons OH- muda o equilíbrio para a formação de NH3.

-Os metais cobre e alumínio, assim como outros metais galvanizados, não devem ser utilizados no manuseio do hidróxido de amônio, devido à sua ação corrosiva sobre os mesmos..

Formulários

Na comida

-É utilizado como aditivo em diversos alimentos nos quais atua como agente fermento, controle de pH e agente de acabamento de superfícies de alimentos..

-A lista de alimentos em que o hidróxido de amônio é usado é extensa e inclui assados, queijos, chocolates, doces e pudins..

-O hidróxido de amônio é listado como uma substância segura pelo FDA para processamento de alimentos, desde que os padrões estabelecidos sejam seguidos..

-Em produtos cárneos é utilizado como agente antimicrobiano, sendo capaz de eliminar bactérias como a E. coli, reduzindo-a a níveis indetectáveis. As bactérias são encontradas no intestino dos bovinos, adaptando-se ao ambiente ácido. O hidróxido de amônio, ao regular o pH, impede o crescimento bacteriano.

Terapêutica

-O hidróxido de amônio tem vários usos terapêuticos, incluindo:

-A solução a 10% é usada como estimulante do reflexo respiratório

-Externamente é utilizado na pele para tratar picadas e picadas de insetos - Atua no aparelho digestivo como antiácido e carminativo, ou seja, auxilia na eliminação de gases.

Além disso, é usado como um rubefaciente tópico para dores musculoesqueléticas agudas e crônicas. Como consequência da ação rubefaciente do hidróxido de amônio, ocorre aumento local do fluxo sanguíneo, vermelhidão e irritação..

Industrial e Diversos

-Trabalha para reduzir NOx (gases altamente reativos, como óxido nítrico (NO) e dióxido de nitrogênio (NOdois)) para emissões da bateria e redução de NOx nas emissões da chaminé.

-É usado como plastificante; aditivo de tinta e para tratamento de superfície.

-Aumenta a porosidade do cabelo permitindo que os pigmentos da tintura tenham uma maior penetração, o que atinge um melhor acabamento.

-O hidróxido de amônio é usado como agente antimicrobiano no tratamento de águas residuais. Além disso, está envolvido na síntese de cloramina. Esta substância cumpre função semelhante ao cloro na purificação da água de piscinas, tendo a vantagem de ser menos tóxica.

-É usado como inibidor de corrosão no processo de refino de petróleo.

-É utilizado como agente de limpeza em diversos produtos industriais e comerciais, sendo utilizado em diversas superfícies, incluindo: aço inoxidável, porcelana, vidro e forno.

-Além disso, é utilizado na produção de detergentes, sabões, produtos farmacêuticos e tintas..

Na agricultura

Embora não seja administrado diretamente como fertilizante, o hidróxido de amônio cumpre essa função. A amônia é produzida a partir do nitrogênio atmosférico pelo método Haber-Bosch e transportada refrigerada abaixo de seu ponto de ebulição (-33 ºC) até os locais de seu uso.

A amônia pressurizada é injetada, na forma de vapor, no solo onde imediatamente reage com a água edáfica e passa para a forma de amônio (NH4+), que é retido nos locais de troca catiônica do solo. Além disso, é produzido hidróxido de amônio. Esses compostos são uma fonte de nitrogênio.

Junto com o fósforo e o potássio, o nitrogênio constitui a tríade dos principais nutrientes vegetais essenciais para o seu crescimento..

Referências

  1. Ganong, W. F. (2002) .Medical Physiology. 19ª Edição. Editorial do manual moderno.
  2. A. D. Fortes, J. P. Brodholt, I. G. Wood e L. Vocadlo. (2001). Simulação ab initio de monohidrato de amônia (NH3∙ HdoisO) e hidróxido de amônio (NH4OH). Instituto Americano de Física. J. Chem. Phys., Vol. 115, No. 15, 15.
  3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (6 de fevereiro de 2017). Fatos sobre o hidróxido de amônio. Recuperado de: Thoughtco.com
  4. Grupo Pochteca. (2015). Hidróxido de amônio. pochteca.com.mx
  5. NJ Health. (s.f.). Ficha técnica de substâncias perigosas: Hidróxido de amônio. [PDF]. Recuperado de: nj.gov
  6. Aprendiz de química. (2018). Hidróxido de amônio. Recuperado de: chemistrylearner.com
  7. PubChem. (2018). Hidróxido de amônio. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov

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