HIDRÓXIDO DE AMÔNIO: ESTRUTURA, PROPRIEDADES E USOS - QUÍMICA - 2024

O hidróxido de amônio é um composto de fórmula molecular NH ₄ OH ou H ₅ NO produzido pela dissolução de gás amônia (NH ₃) em água. Por esse motivo, é chamada de água com amônia ou amônia líquida.

É um líquido incolor com um odor muito intenso e forte, que não é isolável. Essas características estão diretamente relacionadas à concentração de NH ₃ dissolvido na 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 pelos cátions NH ₄ ⁺ e pelos 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: NH ₃ ∙ H ₂ O, 2NH ₃ ∙ H ₂ O e NH ₃ ∙ 2H ₂ O.

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, são cristais de NH ₄ OH totalmente anidros.

O íon amônio (NH ₄ ⁺) é produzido no lúmen tubular renal pela união de amônia e hidrogênio, secretado pelas células tubulares renais. Além disso, o amônio é produzido 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 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.

Estrutura química

Como sua definição indica, 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 ^- solvatados por moléculas de água.

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

NH ₃ (g) + H ₂ O (l) <=> NH ₄ ⁺ (aq) + OH ^- (aq)

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

Por esta razão, os íons NH ₄ ⁺ e OH ^- deixam de formar um cristal em condições terrestres, o que significa que a base sólida NH ₄ OH não existe.

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

Gelo de amônia

No entanto, em temperaturas bem abaixo de 0ºC, e rodeadas por enormes pressões, como as que prevalecem nos núcleos das luas congeladas, amônia e água gelada. Ao fazer isso, eles cristalizam em uma mistura sólida com várias razões estequiométricas, a mais simples sendo NH _{3 3} H ₂ O: monohidrato de amônia.

NH ₃ ∙ H ₂ O e NH ₃ ∙ 2H ₂ O são gelo de amônia, uma vez 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 ∙ nH ₂ O para uma fase NH ₄ OH.

Portanto, apenas sob essas condições extremas, NH ₄ OH pode existir como um produto da protonação dentro do gelo entre NH ₃ e H ₂ O:

NH ₃ (s) + H ₂ O (s) <=> NH ₄ OH (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

NH ₄ OH ou H ₅ NO

Peso molecular

35,046 g / mol

Aparência

É um líquido incolor.

Concentração

Até cerca de 30% (para íons NH ₄ ⁺ e OH ^-).

Odor

Muito forte e afiado.

Gosto

Acre.

Valor limiar

34 ppm para detecção não específica.

Ponto de ebulição

38 ° C (25%).

Solubilidade

Ele existe apenas em solução aquosa.

Solubilidade em água

Miscível em proporções ilimitadas.

Densidade

0,90 g / cm ³ a 25 ° C

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 gás, não às suas soluções aquosas ou ao NH ₄ OH.

Pressão de vapor

2.160 mmHg a 25 ° C

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 25 º C.

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

Nomenclatura

Quais são os nomes comuns e oficiais do NH ₄ OH? De acordo com o estabelecido pela IUPAC, seu nome é hidróxido de amônio por conter o ânion hidroxila.

O amônio, devido à sua carga +1, é monovalente, portanto, usando a nomenclatura de estoque, é denominado: 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

NH ₄ OH 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, pois sua dissolução liberaria enormes quantidades de NH ₃. 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 NH ₄ ⁺ é um doador de ligações de hidrogênio, e o OH ^- atua como ambos.

Exemplos dessas interações com o metanol seriam: H ₃ N ⁺ -H - OHCH ₃ e HO ^- - HOCH ₃ (OHCH ₃ indica que o oxigênio recebe a ligação de hidrogênio, não que o grupo metil está ligado ao H).

Riscos

- O 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 spray de hidróxido de amônio pode causar irritação aguda do trato respiratório, caracterizada por asfixia, tosse ou falta de ar. A exposição prolongada ou repetida à substância pode resultar em infecções recorrentes dos brônquios. 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 considerada 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 dos potenciais danos à saúde decorrentes da exposição ao hidróxido de amônio, existem outras precauções que devem ser levadas em consideração ao trabalhar com a substância.

-Hidróxido de amônio pode reagir com muitos metais, tais 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 amônia gasosa. Isso pode ser verificado observando o equilíbrio em solução, no qual a adição de íons OH ^- desloca o equilíbrio para a formação de NH ₃.

- 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 muitos alimentos nos quais atua como agente fermento, controle de pH e agente de acabamento para a superfície dos alimentos.

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

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

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

Terapêutica

-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 o tratamento de 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

- Atua na redução de NOx (gases altamente reativos como óxido nítrico (NO) e dióxido de nitrogênio (NO ₂)) para emissões de baterias e redução de NOx em emissões de chaminés.

-É utilizado como plastificante; aditivo para tintas e para tratamento de superfícies.

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

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

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

- É utilizado como agente de limpeza em diversos produtos industriais e comerciais, podendo ser utilizado em diversas superfícies, nomeadamente: inox, 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 faz isso. A amônia é produzida a partir do nitrogênio atmosférico pelo método Haber-Bosch e transportada sob refrigeração abaixo do ponto de ebulição (-33 ºC) até os locais de uso.

A amônia pressurizada é injetada, na forma de vapor, no solo onde imediatamente reage com a água edáfica e passa na forma de amônia (NH ₄ ⁺), que é retida nos sítios 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

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2. AD Fortes, JP Brodholt, IG Wood e L. Vocadlo. (2001). Simulação ab initio de monohidrato de amônia (NH ₃ ∙ H ₂ O) e hidróxido de amônio (NH ₄ OH). Instituto Americano de Física. J. Chem. Phys., Vol. 115, No. 15, 15.
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