Qual é a conexão entre amônia e ácido sulfúrico?
Amônia e ácido sulfúrico são dois dos produtos químicos mais utilizados e são fabricados em grandes quantidades em todo o mundo. Ambos têm uma variedade de usos, mas a principal conexão entre amônia e ácido sulfúrico se deve ao seu uso na indústria de fertilizantes. A amônia é usada para a produção de vários fertilizantes, como uréia, sulfato de amônio, nitrato de amônio e, indiretamente, outros fertilizantes nitrogenados. O ácido sulfúrico é usado na fabricação de fertilizantes “superfosfatos” e sulfato de amônio, produzidos combinando-os com amônia.
A produção industrial de amônia (NH 3 ) é realizada principalmente pelo processo Haber-Bosch, em que o hidrogênio e o nitrogênio são combinados diretamente pelo aquecimento sob pressão com um catalisador - geralmente uma mistura de óxidos de ferro. A maior parte da amônia é usada na produção de fertilizantes. Atualmente, a oxidação catalítica de amônia em dióxido de nitrogênio (NO 2 ) é o principal processo industrial para a fabricação de ácido nítrico, utilizado na produção de fertilizantes nitrogenados, como nitrato de amônio, sódio e potássio. O termo "amônia", estritamente falando, refere-se ao composto puro, que é um gás à temperatura ambiente; no entanto, o termo é freqüentemente usado para se referir a uma solução de gás amônia na água.
Existem dois processos principais para a produção industrial de ácido sulfúrico. O primeiro a ser introduzido envolve a oxidação do dióxido de enxofre - produzido pela queima de enxofre ou pelo aquecimento de minerais contendo enxofre - pelo dióxido de nitrogênio (NO 2 ) através da reação: SO 2 + NO 2 -> SO 3 + NO. O óxido nítrico (NO) produzido pela reação é oxidado de volta ao NO 2 em contato com o ar e, portanto, pode ser reciclado.
A amônia é a fonte de NO 2 para esta reação, sendo produzida por oxidação catalítica conforme o processo de produção de ácido nítrico. O trióxido de enxofre é então combinado com água para produzir ácido sulfúrico. A maior parte do ácido sulfúrico fabricado hoje, no entanto, vem da oxidação do dióxido de enxofre no ar usando um catalisador de pentóxido de vanádio.
Como a amônia, um dos principais usos do ácido sulfúrico está na produção de fertilizantes. A farinha de rocha e osso de fosfato de animais pode ser usada para produzir "superfosfato" - fosfato monocálcico - pela reação: Ca 3 (PO 4 ) 2 + 2H 2 SO 4 -> 2CaSOsub> 4 + Ca (H 2 PO 4 ) 2 . O ácido sulfúrico e a amônia também podem ser combinados para dar o sal sulfato de amônio: 2NH3 + H2SO4 -> (NH4) 2SO4. Este sal é um fertilizante importante, atuando como fonte de nitrogênio e enxofre e ajudando a diminuir o pH dos solos alcalinos.
Outra conexão entre amônia e ácido sulfúrico está na indústria de explosivos. Quase todos os explosivos comerciais e militares são compostos orgânicos nitrados, como o trinitrotolueno (TNT). O processo de nitração envolve a substituição de grupos hidroxila (OH) no composto orgânico por grupos nitro (NO2) e geralmente é realizado tratando o composto com uma mistura de ácidos nítrico e sulfúrico. Essa mistura fornece os íons de nitrônio (NO 2 + ) para o processo de nitração. A amônia é a principal matéria-prima usada na produção de ácido nítrico.
Amônia e ácido sulfúrico também são encontrados como poluentes na atmosfera. O ácido sulfúrico provém da oxidação natural do dióxido de enxofre produzida pela queima de combustíveis fósseis e pela atividade vulcânica. A amônia vem da decomposição de materiais orgânicos contendo nitrogênio. Os dois podem combinar na atmosfera para produzir partículas de sulfato de amônio pela mesma reação que na produção industrial deste composto, ou para produzir hidrogenossulfato de amônio - também conhecido como bissulfato de amônio - pela reação NH 3 + H 2 SO 4 - > (NH4) HSO4. Esses compostos são muito solúveis em água e, portanto, tendem a absorver o vapor de água atmosférico, fazendo com que eles atuem como núcleos de condensação; juntamente com outros compostos particulados na atmosfera, naturais e artificiais, eles são considerados um fator importante na formação de nuvens.