Faculdade de São Bernardo do Campo

Preparação da Amônia

Componentes

Cássio Caetano 026907

Felipe Guggenberger 027063

Michelli Molissani 027100

Nathalia Crepaldi 027035

Renan Sartoratto 027034

Professores: Ms Djalma de Melo / Dr Márcia Guekezian

São Bernardo do Campo

Novembro de 2009

2. Objetivo

  • Preparação e identificação da Amônia em solução

3. Introdução

3.1 Obtenção industrial da Amônia

O principal método de obtenção da amônia é o Haber-Bosch, que foi o primeiro a produzir amônia em escala industrial em 1913 na Alemanha. Os métodos Casale e Claude partem do mesmo fundamento do método Haber-Bosch variando apenas dois parâmetros: temperatura e pressão. Para a síntese da amônia o nitrogênio é obtido do ar atmosférico enquanto o hidrogênio pode ser obtido de várias fontes como gás natural, gás de síntese e petróleo.

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

O método representado pelos fluxogramas utiliza gás de água e gás de gerador para produzir gás de síntese. O método é caracterizado por quatro etapas. Na primeira a produção de gases: gás de água e de gerador (figura 1).

O gerador indicado como 1 na figura 1(também chamado gasógeno) é caracterizado pela distinção de 4 zonas principais onde ocorrem uma combustão, redução, desgaseificação e desidratação para a formação final dos dois gases. Numa segunda etapa os gases da água e de gerador são convertidos em gás de síntese (figura 2).

Após a formação do gás de síntese segue-se para a terceira etapa onde o gás CO e CO2, formados na etapa anterior, são absorvidos, visto que eles não são necessários para a síntese final. A figura 3 mostra o processo.

Finalmente a última etapa se dá com a formação da amônia após passagem pelo forno de síntese à 500oC (figura4).

O método Claude pode utilizar como matéria-prima para a obtenção de hidrogênio o hidrogênio de eletrólise, o reformado de metano ou os gases residuais da petroquímica. É um método de alta pressão (1000atm). Por outro lado o método Casale é de média pressão (500-600atm). A tabela a seguir resume os principais métodos de obtenção de amônia e suas características (tabela 1).

3.2 Armazenagem da Amônia

A amônia deve ser devidamente armazenada até o seu destino final. Dentre os recipientes adequados para o seu armazenamento estão garrafas de aço, vasilhas feitas de materiais específicos como alumínio, cromo (para amônia líquida), teflon, PVC e ferro (exceto para amônia a altas temperaturas). Além desses também pode ser estocada em recipientes feitos de ligas metálicas como cromo-níquel e aço-cromo.

É de extrema importância para a indústria o conhecimento de materiais inadequados para armazenar amônia como o cobre e o zinco. O problema está no fato de que ambos reagem com o O2 do ar formando óxidos que reagem com a amônia.

3.3 Aplicação da Amônia

A amônia é matéria-prima para a fabricação de outros produtos como a uréia, ácido nítrico, nitrato de amônio e sulfato de amônio entre outros.

Outra aplicação da amônia é o uso nos sistemas de refrigeração industrial, o que se chama refrigeração por amônia. A refrigeração é um processo de redução de temperatura de um corpo. Ela é usada na indústria de pescados, fábricas de gelo, laticínios e frigoríficos.

O poder refrigerante da amônia se deve ao fato dela ser um agente refrigerante, ou seja, uma substância que absorve grande quantidade de calor aopassar do estado líquido para o gasoso. Sua vantagem está no baixo potencial dedestruição da camada de ozônio comparado com outros agentes refrigerantescomo os clorofluorcarbonos (CFCs). As principais características de um bomagente refrigerante são:

  • ser volátil e estável;

  • produzir o máximo de refrigeração para um dado volume de vapor;

  • não apresentar efeito prejudicial sobre metais, lubrificantes, etc;

  • possibilitar que vazamentos sejam detectáveis;

  • ter um odor que revele a sua presença;

  • existir em abundância para seu emprego comercial

O grande problema com esse tipo de refrigeração é o risco devido aos vazamentos. Esses vazamentos são devidos á vários fatores dentre os quais merece destaque o acúmulo de líquido nas tubulações, corrosão externas e falhas nas válvulas de alívio. A amônia também é usada para fins como:

  • estabilização do látex natural e sintético (Indústria da borracha)

  • uso doméstico, substâncias usadas na limpeza dentária;

  • manufatura de farmacêuticos, loções, cosméticos;

  • indústria do papel e celulose;

  • indústria de fertilizantes como o nitrato e o sulfato de amônio.

4. Parte Experimental

4.1 Reagentes Equipamentos e Materiais

  • 1 Kitassato de 250 mL com rolha de borracha – Labor-Quimi

  • 1 Béquer de 100 mL -- Satélit

  • 1 Bico de Bussen

  • 1 Tripé de ferro

  • 1 Tela de Amianto

  • 1 Suporte Universal

  • 1 Garra Grande

  • Mangueira de látex

  • Papel indicador Universal

  • 3 g de Cloreto de Amônio

  • 3 g de Hidróxido de Cálcio

  • 20 gotas de HCl concentrado – Vetec

  • Gotas de Sulfato de Cobre

  • 2 tubos de ensaio

  • Estante para tubo de ensaio

  • 1 Pipeta conta-gotas

  • 1 Proveta de 50 mL – Vicil

  • Fósforo -- Pinheiro

4.2. Procedimento

  1. Preparação da Amônia: No kitassato colocou-se 3 g de cloreto de amônio e 3 g de hidróxido de cálcio e no béquer adicionou-se 25 mL de água destilada. Aqueceu-se o kitassato ( por aproximadamente 5 min) observando-se o desprendimento da amônia. Quando se diminui o borbulhamento do gás no béquer, retirou-se da aparelhagem e desligou-se o aquecimento. Guardou-se a solução obtida para ensaios posteriores.

B. Identificação da Amônia:

b1. Mediu-se o pH da solução obtida com papel indicador.

b2. Em um tubo de ensaio adicionou-se 15 gotas da solução de amônia obtida e adicionou-se 10 gotas de HCl concentrado. Deixou-se que os vapores das soluções entrassem em contato e observou-se a ocorrência de uma fumaça devido à formação de cloreto de amônio.

b3. . Em um tubo de ensaio adicionou-se 20 gotas da solução de sulfato de Cobre (II) 0,5 M e adicionou-se 20 gotas da solução de Amônia obtida. No início ocorreu-se a formação de um precipitado azul celeste de Cu(OH)2 que se dissolveu em excesso de amônia, dando origem a um complexo de cor azul anil [Cu(NH3)4]SO4 solúvel (concentrado leitoso).

5. Resultados e Discussões

b1. Mediu-se o pH da solução obtida com papel indicador. Onde se obteve o valor de: pH entre 10 e 11;

b3. . Em um tubo de ensaio adicionou-se 20 gotas da solução de sulfato de Cobre (II) 0,5 M e adicionou-se 20 gotas da solução de Amônia obtida. No início ocorreu-se a formação de um precipitado azul celeste de Cu(OH)2 que se dissolveu em excesso de amônia, dando origem a um complexo de cor azul anil [Cu(NH3)4]SO4 solúvel: concentrado leitoso.

6. Conclusão

Chegou-se a conclusão que com o aquecimento do cloreto de amônio (NH4Cl) com o Hidróxido de Sódio (NaOH) ocorrerá os desprendimentos gasosos dos íons onde ocorrerá a reação:

NH4Cl + NaOH NH3 (g) + NaCl + H2O

Após o contado do gás amoníaco com a água ocorrerá à reação:

NH3 (g) + H2O NH4 + OH -

Com isso o pH detectado foi entre 10 e 11 por seu caráter básico. E o contato da solução obtida com Ácido Clorídrico ocorreu uma nuvem branca e densa.

7. Anexos

7.1 Toxidez

* Cloreto de Amônio

Pó -- Síndrome tóxica

Irritante para os olhos, nariz, garganta. Se inalado, causará tosse ou dificuldade respiratória.

Sólido -- Síndrome tóxica

Irritante para a pele e olhos. Se ingerido casará náuseas.

* Hidróxido de Sódio

Pó -- Síndrome tóxica

Irritante para os olhos, nariz e garganta.

Sólido -- Síndrome tóxica

Queimará a pele e os olhos. Prejudicial, se ingerido.

* Cloreto de Sódio

Não é tóxico

* Hidróxido de Amônio

Vapor-- Síndrome tóxica

Irritante para o nariz, garganta e olhos. Se inalado causará náusea, vômito, dificuldade respiratória ou perda da consciência.

Líquido -- Síndrome tóxica

Queimará a pele e os olhos. Prejudicial, se inalado.

7.2 Figuras

* Figura 1- Produção de gases

*Figura 2- Conversão dos gases

*Figura 3- Absorção de CO e CO2

*Figura 4- Formação da amônia

*Tabela 1- Métodos de obtenção da amônia

8. Bibliografia

  • http://qaonline.iqsc.usp.br:8180/FCKeditor/UserFiles/File/Sergio%20Machado/Seminario%20No.%204%20%20Amonia%20Sintese%20Empregando%20Nitrogenio.pdf 14/11/2009 15:30h

  • http://www.cetesb.sp.gov.br/Emergencia/produtos/ficha_completa1.asp?consulta=CLORETO%20DE%20AM%D4NIO 15/11/2009 17:46h

  • http://www.cetesb.sp.gov.br/Emergencia/produtos/ficha_completa1.asp?consulta=HIDR%D3XIDO%20DE%20S%D3DIO 15/11/2009 17:46h

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  • SARDELA, A. Química. Edição 1. São Paulo, 2005. Ática

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