Hidróxido de amônio: estrutura, propriedades e usos

O hidróxido de amónio é um composto de fórmula molecular de NH 4 OH ou H 5 NO produzido pela dissolução de gás amoníaco (NH 3 ) em água. Por esse motivo, recebe os nomes de água de amônia ou amônia líquida.

É um líquido incolor e um cheiro muito intenso e agudo, que não é isolado. Essas características têm uma relação direta com a concentração de NH 3 dissolvido na água; concentração que, de fato, sendo um gás, pode cobrir grandes quantidades dissolvidas em um pequeno volume de água.

Hidróxido de amônio: estrutura, propriedades e usos 1

Fonte: Gabriel Bolívar

Uma parte consideravelmente pequena dessas soluções aquosas é composta por cátions NH 4 + e ânions OH . Em do outro lado, em soluções muito diluídas ou em congelado sólido a temperaturas muito baixas de amoníaco pode ser na forma de hidratos, tais como NH 3 ∙ H 2 O 2NH 3 ∙ H 2 O e NH 3 ∙ 2H 2 O.

Como um fato curioso, as nuvens de Júpiter são formadas por soluções diluídas de hidróxido de amônio. No entanto, a sonda espacial Galileu não conseguiu encontrar água nas nuvens do planeta, o que seria esperado a partir do conhecimento da formação de hidróxido de amônio; isto é, são cristais de NH 4 OH totalmente anidro.

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 íons férricos, óxido de alumínio e óxido de potássio como catalisadores. A reação é realizada a altas pressões (150-300 atmosferas) e altas temperaturas (400-500 ° C), com um rendimento de 10-20%.

Na reação, é produzida amônia, que oxida causa nitritos e nitratos. Estes são essenciais na obtenção de ácido nítrico e fertilizantes como o nitrato de amônio.

Estrutura quimica

Como sua definição indica, o hidróxido de amônio consiste em uma solução aquosa de gás de amônia. Portanto, dentro do líquido, não existe outra estrutura definida além de um arranjo aleatório de íons NH 4 + e OH solvatados por moléculas de água.

Os íons amônio e hidroxila são produtos de um balanço de hidrólise de amônia, por isso é comum que essas soluções tenham um cheiro pungente:

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

De acordo com a equação química, uma alta diminuição na concentração de água mudaria o equilíbrio para a formação de mais amônia; isto é, quando o hidróxido de amônio é aquecido, os vapores de amônia serão liberados.

Por esse motivo, os íons NH 4 + e OH não formam um cristal em condições terrestres, o que resulta na inexistência da base sólida de NH 4 OH.

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

Gelo amoniacal

No entanto, sob temperaturas bem abaixo de 0ºC, e cercado por enormes pressões, como as que prevalecem nos núcleos das luas geladas, a amônia e o congelamento da água. Ao fazê-lo, cristalizando uma mistura sólida com diferentes proporções estequiométricas, sendo o mais simples NH 3 ∙ H 2 O: amoníaco mono-hidrato.

O NH 3 ∙ H 2 O e NH 3 ∙ 2H 2 O são gelo amoniacal, em seguida, o sólido é um arranjo cristalino de moléculas de água e amoníaco em conjunto por ligações de hidrogénio .

Dada uma mudança de T e P, de acordo com estudos computacionais que simulam todas as variáveis ​​físicas e seus efeitos sobre esse gelo, ocorre uma transição de uma fase NH 3 ∙ nH 2 O para uma fase NH 4 OH.

Portanto, somente nestas condições extremas, NH 4 OH podem existir como protonação do produto dentro do gelo entre NH 3 e H 2 O:

NH 3 (s) + H 2 O (s) <=> NH 4 OH (s)

Note que desta vez, diferentemente da hidrólise de amônia, as espécies envolvidas estão em uma fase sólida. Um gelo amoniacal que se torna salgado sem 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 aproximadamente 30% (para íons NH 4 + e OH ).

Cheiro

Muito forte e afiado.

Sabor

Acre.

Valor limite

34 ppm para detecção inespecífica.

Ponto de ebulição

38 ° C (25%).

Solubilidade

Existe apenas em solução aquosa.

Solubilidade em água

Miscível em proporções ilimitadas.

Densidade

0,90 g / cm 3 , a 25 ° C.

Densidade de vapor

Em relação ao ar retirado como unidade: 0,6. Ou seja, é menos denso que o ar. No entanto, logicamente, o valor relatado refere-se à amônia como gás, não a suas soluções aquosas ou a 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 1 N); 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 ° C

pKb = 4.751; Kb = 1.774 x 10 -5 a 25 º C.

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

Nomenclatura

Quais são os nomes comuns e oficiais que o NH 4 OH recebe ? Conforme estabelecido pela IUPAC, seu nome é hidróxido de amônio porque contém o ânion hidroxil.

O amônio, por sua carga +1, é monovalente; portanto, usando a nomenclatura de estoque, ele é nomeado como: hidróxido de amônio (I).

Embora o uso do termo hidróxido de amônio seja tecnicamente incorreto, uma vez que o composto não é isolado (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

O NH 4 OH, como não existe como sal em condições terrestres, não é possível estimar o quão solúvel é em diferentes solventes.

No entanto, seria de esperar que fosse extremamente solúvel em água, uma vez que sua dissolução liberaria grandes 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, poderia-se esperar que também fosse muito solúvel neles. Aqui o cátion NH 4 + é um doador de ponte de hidrogênio e o OH serve 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 ponte de hidrogênio, não que o grupo metil esteja ligado a H).

Riscos

-Em contato com os olhos causa irritação que pode causar danos aos olhos.

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

-Inalação de um 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 da 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 ser uma emergência médica, pois pode haver acúmulo de líquido nos pulmões (edema pulmonar).

-A concentração de 25 ppm foi tomada como limite de exposição, em um turno de 8 horas, em um ambiente em que o trabalhador é exposto à ação prejudicial do hidróxido de amônio.

Reatividade

-Além disso, dos possíveis danos à saúde causados ​​pela exposição ao hidróxido de amônio, existem outros cuidados que devem ser levados 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.

-Você pode reagir violentamente com ácidos fortes, por exemplo: ácido clorídrico, ácido sulfúrico e ácido nítrico. Também reage da mesma maneira com sulfato de dimetil e halogênios.

– Reage com bases fortes, como hidróxido de sódio e hidróxido de potássio, produzindo amônia gasosa. Isso pode ser verificado se o equilíbrio da solução for observado, no qual a adição de íons OH altera o equilíbrio para a formação de NH 3 .

-Não use metais cobre e alumínio, bem como outros metais galvanizados, ao manusear hidróxido de amônio, devido à sua ação corrosiva sobre eles.

Usos

Na comida

-Ele é usado como um aditivo em muitos alimentos nos quais serve como agente de fermentação, controle de pH e agente de acabamento de superfície.

-A lista de alimentos nos quais o hidróxido de amônio é usado é extensa e inclui produtos de panificação, queijos, chocolates, doces e pudins.

-Hidróxido de amônio é listado como substância inofensiva pelo FDA para processamento de alimentos, desde que os padrões estabelecidos sejam seguidos.

-Em produtos à base de carne, é utilizado como agente antimicrobiano, podendo eliminar bactérias como a E. coli, reduzindo-a a níveis indetectáveis. A bactéria é encontrada no intestino do gado, adaptando-se ao ambiente ácido. O hidróxido de amônio, regulando o pH, dificulta o crescimento bacteriano.

Terapêutico

-Hidróxido de amônio tem vários usos terapêuticos, incluindo:

-10% de solução é usada como estimulante do reflexo respiratório

-Externamente, é utilizado na pele para o tratamento de picadas e mordidas de insetos.-Age no sistema digestivo como antiácido e carminativo, ou seja, ajuda na eliminação de gases.

Além disso, é usado como um elemento de tratamento tópico para dores musculoesqueléticas agudas e crônicas. Como conseqüência da ação rubefaciente do hidróxido de amônio, há um aumento local no fluxo sanguíneo, vermelhidão e irritação.

Industriais e diversos

-Act na redução de NOx (gases muito reactivos, tais como óxido nítrico (NO) e dióxido de azoto (NO 2 )) para emissão de baterias e a redução de NOx em emissões de chaminés.

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

-Aumenta a porosidade do cabelo, permitindo que os pigmentos corantes tenham uma maior penetração, o que proporciona 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 desempenha um papel semelhante ao cloro na purificação da água da piscina, 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, sendo utilizado em diversas superfícies, incluindo: aço inoxidável, porcelana, vidro e forno.

-Adicionalmente, 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 de nitrogênio atmosférico pelo método Haber-Bosch e é transportada refrigerada abaixo do seu ponto de ebulição (-33 ° C) para os locais de uso.

A amônia pressurizada é injetada, na forma de vapor, no solo, onde reage imediatamente com água edáfica e passa para a forma de amônio (NH 4 + ), que é retido nos locais de troca catiônica do solo. Além disso, é produzido hidróxido de amônio. Estes compostos são uma fonte de nitrogênio.

Juntamente com o fósforo e o potássio, o nitrogênio constitui a tríade dos principais nutrientes das plantas, essenciais para o seu crescimento.

Referências

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  4. Grupo Pochteca. (2015). Hidróxido de amônio pochteca.com.mx
  5. NJ Health (sf). Ficha informativa sobre substâncias perigosas: hidróxido de amônio. [PDF]. Recuperado de: nj.gov
  6. Estudante de Química. (2018). Hidróxido de amônio Recuperado de: chemistrylearner.com
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