Hidróxido de amônio: estrutura, propriedades e usos - Ciência - 2023

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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 englobar grandes quantidades dele dissolvidas em um pequeno volume de água.

Uma parte consideravelmente pequena dessas soluções aquosas é composta de cátions NH₄⁺ 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∙ H₂Ou, 2NH₃∙ H₂O e NH₃∙ 2H₂OU.

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 de esperar 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 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 indica sua definição, o hidróxido de amônio consiste em uma solução aquosa de gás amônia. Portanto, dentro do líquido, não há 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 de hidrólise na amônia, portanto, é comum que essas soluções tenham um odor pungente:

NH₃(g) + H₂O (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; isto é, conforme o hidróxido de amônia é aquecido, os vapores de amônia são 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

No entanto, 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 proporções estequiométricas variadas, sendo a mais simples NH₃∙ H₂Ou: monohidrato de amônia.

NH₃∙ H₂O e NH₃∙ 2H₂Ou 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 NH₃∙ nH₂Ou para uma fase NH₄OH.

Portanto, apenas nessas condições extremas, NH₄OH pode existir como um produto de uma protonação dentro do gelo entre NH₃ e o H₂OU:

NH₃(s) + H₂O (s) <=> 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.

Sabor

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 / cm³ 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 um gás, não às suas soluções aquosas ou NH₄OH.

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 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? Segundo 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

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^– serve 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 a 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 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 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, uma vez que 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.

-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 forma 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, em que 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 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 assados, queijos, chocolates, balas e pudins.

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

-Em produtos cárneos é utilizado como 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 (NO₂)) para emissões da bateria e redução de NOx nas emissões da chaminé.

-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 desempenha uma função semelhante ao cloro na purificação da água de piscinas, tendo a vantagem de ser menos tóxica.

-Usado 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 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 seu crescimento.

Referências

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