A Importância do Amoníaco como Matéria-Prima

O amoníaco é, nas condições de pressão e temperatura normal (as chamadas condições PTN), um gás incolor, menos denso que o ar. Apresenta cheiro forte e característico, é muito solúvel em água e tem grande aplicação tanto na agricultura, como na industria. O contacto com o amoníaco no estado gasoso ou em solução aquosa, deve ser evitado, dado que pode provocar lesões graves na pele, nos olhos e nos pulmões.

Trata-se de uma substância constituída por moléculas (substância molecular).
Cada molécula contém um átomo de azoto (N) e três átomos de hidrogénio (H), pelo que a fórmula química do amoníaco é NH3.

A importância do azoto nos seres vivos

O azoto e o hidrogénio eram as matérias-primas utilizadas na produção do amoníaco.
O azoto é o gás mais abundante na atmosfera e era obtido através da destilação fraccionada do ar líquido. É gasoso, incolor, inodoro e insípido.

O ciclo do azoto pressupõe que os animais obtenham este elemento através da ingestão de proteínas, quer animais quer vegetais.
O crescimento das plantas requer um constante fornecimento de elementos essenciais à síntese do tecido vivo. De entre esses elementos, os mais importantes são o carbono, o hidrogénio, o oxigénio e o azoto.

A água é o principal fornecedor de hidrogénio.
Poucos organismos são capazes de utilizar o azoto molecular (N₂), pois as respectivas moléculas são muito estáveis. Na molécula, os átomos de azoto estão ligados por uma ligação tripla muito forte, com uma elevada energia de ligação, sendo por isso muito difíceis de separar.
Não sendo o azoto molecular directamente utilizável pelas plantas, é necessária a sua conversão numa forma biologicamente utilizável, como os iões nitrato (NO₃⁻) e o amoníaco (NH₃).

Fig.1 Ciclo do Azoto


A esta transformação do azoto em compostos azotados biologicamente utilizáveis chama-se fixação do azoto.
Na Natureza, a fixação do azoto é feita através de reacções químicas que ocorrem durante as descargas eléctricas na atmosfera. Esta fixação de azoto é também feita por algumas bactérias existentes nos solos e contidas nas raízes de certas plantas, como a soja e o trevo.

Para a maior parte das outras plantas o fornecimento de azoto utilizável tem de vir de outras fontes.
Os agricultores enriquecem o solo com azoto sob a forma de nitrato de amónio, ureia ou amoníaco.

Até ao princípio do século XX, as principais fontes naturais dos compostos azotados eram o guano peruano, formado por excrementos de aves marinhas, e o nitrato de sódio ou nitrato do Chile.
No ano de 1900 verificou-se o esgotamento da reserva de guano e tendo em conta o consumo de nitrato de Sódio, este acabaria por rapidamente esgotar também.
Os químicos pensaram em transformar o azoto (que se encontrava na atmosfera), em fertilizante agrícola. O azoto é um composto com baixa reactividade, o que torna a tarefa difícil.


O nitrato de potássio é vulgarmente chamado salitre. O nitrato de sódio é vulgarmente conhecido por nitrato do Chile.

Fig.2 Extracção de Guano

A Produção de Amoníaco

Em 1909, o químico alemão Fritz Haber descobriu um processo de produção de amoníaco que veio revolucionar o desenvolvimento da indústria dos fertilizantes.

Fig.3 Fritz Haber

A Primeira Guerra Mundial foi o grande motor do desenvolvimento das fabricas de amoníaco na Alemanha e noutros países, pois o amoníaco podia ser convertido em ácido nítrico (HNO₃), que era utilizado no fabrico de explosivos.

O engenheiro químico Carl Bosh transformou o processo piloto de Haber num processo industrial capaz de produzir milhares de toneladas de amoníaco por ano.

Fig.4 Carl Bosh

O processo de Haber relaciona o azoto e o hidrogénio através da seguinte equação química:
N₂ (g) + 3H₂ (g) à 2NH₃ (g)

Esta reacção de síntese do amoníaco é muito incompleta quando realizada em condições de pressão e temperatura ambientes. Para ter um rendimento apreciável, tem de se processar a pressão e temperatura elevadas (Pressão = 200 Atm. ; Temperatura = 457 º C) e na presença de um catalisador (ferro em pó com pequenas quantidades de óxido de potássio e de óxido de alumínio).
Mesmo com estas condições, o rendimento é muito baixo.