Amoníaco e Compostos de Amónio em Materiais de Uso Comum

Objectivos

Esta actividade laboratorial tem por objectivo executar uma análise qualitativa, a soluções de uso comum, para identificar a presença de iões amónio (NH4+) e de amoníaco (NH3).

Introdução teórica

O amoníaco é produzido através de uma reacção entre azoto e hidrogénio:

O azoto é obtido do ar atmosférico e o hidrogénio obtêm-se do resultado da reacção entre a água e o gás natural. Esta reacção entre azoto e hidrogénio é reversível, portanto, o rendimento na produção de amoníaco depende de alguns factores, como por exemplo a pressão, a temperatura e o catalisador.

O amoníaco em solução aquosa encontra-se em equilíbrio com o ião amónio. Em substâncias que possuem o ião amónio é oportuno transforma-lo em amoníaco, a fim de facilitar a sua identificação.

O amoníaco é bastante usado na refrigeração e em processos de absorção em combinação com a água. A amónia e seus derivados, tal como  a ureia e o nitrato de amónio são utilizados na agricultura como fertilizantes, e são constituintes de vários produtos de limpeza.

O amoníaco é facilmente biodegradável. As plantas absorvem-no muito facilmente, sendo um nutriente importante como abastecedor de Nitrogénio, a fim de criar compostos orgânicos azotados. O amoníaco intervêm no transporte do oxigénio pela hemoglobina, por isso organismos necessitam, de manter uma baixa concentração de amoníaco que, caso contrário torna-se tóxico.

Os produtos de limpeza são substâncias solúveis em água e que, junto com a mesma, participam na eliminação da sujidade sob certas superfícies. Há dois tipos de sujidades: as de origem orgânica, como as nódoas de gordura ou fruta; e as de origem mineral, como o pó, a terra e a ferrugem. Para eliminar estes tipos de sujidade, as moléculas presentes no produto de limpeza precisam ter capacidade de se ligarem às moléculas e/ou aos iões que constituem a sujidade. E ainda e simultaneamente devem-se poder ligar às moléculas de água, de modo a garantirem a dissolução e a dispersão da sujidade. Logo, um produto de limpeza/detergente deve ser hidrófilo (amigo da água) e lipófilo (amigo da gordura), ora estas duas características transmitem uma contradição, pois algo que seja lipófilo é hidrófobo (inimigo da água).

A resposta para este problema está contida no facto de as moléculas constituintes dos detergentes terem uma parte hidrófila e uma parte hidrófoba distintas.

O amoníaco e os compostos de amónio são, geralmente, constituintes de detergentes devido ao facto de o amoníaco reagir com gorduras, originando assim substâncias que são solúveis em água e desta forma poderão ser mais facilmente removidas.

Um detergente actua de modo diferente consoante o tipo de sujidade.

Para o caso de sujidade orgânica, a parte lipófita das moléculas de detergente fixam-se à superfície da nódoa de gordura (por exemplo), de seguida, a agitação da solução promove a separação do conjunto (detergente e nódoa de gordura) da superfície sólida em que a nódoa se encontrava. Logo o conjunto, é apenas solúvel graças à sua parte hidrófila.

No caso de sujidade mineral, como por exemplo uma nódoa de terra, é a parte hidrófila do detergente que se fixa à superfície da nódoa, associando-se aos iões que constituem a nódoa. Posteriormente, uma segunda camada de detergente liga-se á primeira por meio da sua parte lipófita, sendo assim o conjunto solúvel em água.

Materiais

- Suporte para tubos de ensaio (1);

- Tubos de ensaio (15);

- Pinça metálica de bicos (1);

- Vareta de vidro (2);

- Pinça de madeira (1);

- Esguicho com água desionizada (1);

- Conta-gotas (3);

- Papel de filtro (5);

- Proveta de 10ml (1);

- Proveta de 8ml (1);

- Gobelé de 100ml (3)

- Funil (1);

- Lamparina (1);

- Caixa com fósforos (1).

Reagentes

- Solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH);

- Solução aquosa de amoníaco (NH3);

- Solução aquosa de ácido clorídrico concentrado (HCl);

- Solução aquosa diluída de sulfato de cobre II (CuSO4);

- Reagente de Nessler;

- Água destilada (H2O);

- Papel azul de tornesol;

- Lava tudo (produto de limpeza);

- Adubo (fertilizante no estado liquido);

- Sonasol (produto de limpeza).

Segurança no laboratório

Para a execução desta actividade experimental é obrigatório o uso de bata e de luvas.

Perigos específicos:

• Solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH):

- R34: Provoca queimaduras.

• Solução aquosa de ácido clorídrico concentrado (HCl):

- R20: Nocivo por inalação;

- R21: Nocivo em contacto com a pele;

- R22: Nocivo por ingestão;

- R23: Tóxico por inalação;

- R24: Tóxico em contacto com a pele;

- R25: Tóxico por ingestão;

- R26: Muito tóxico por inalação;

- R27: Muito tóxico em contacto com a pele;

- R28: Muito tóxico por ingestão;

- R29: Em contacto com a água liberta gazes tóxicos;

- R30: Pode tornar-se facilmente inflamável durante o uso;

- R31: Em contacto com ácidos liberta gazes tóxicos;

- R32: Em contacto com ácidos liberta gazes muito tóxicos;

- R33: Perigo de efeitos cumulativos;

- R34: Provoca queimaduras;

- R35: Provoca queimaduras graves;

- R36: Irritante para os olhos.

 • Solução aquosa diluída de sulfato de cobre II (CuSO4):

- R22: Nocivo por ingestão;

- R23: Tóxico por inalação;

- R24: Tóxico em contacto com a pele;

- R25: Tóxico por ingestão;

- R26: Muito tóxico por inalação;

- R27: Muito tóxico em contacto com a pele;

- R28: Muito tóxico por ingestão;

- R29: Em contacto com a água liberta gazes tóxicos;

- R30: Pode tornar-se facilmente inflamável durante o uso;

- R31: Em contacto com ácidos liberta gazes tóxicos;

- R32: Em contacto com ácidos liberta gazes muito tóxicos;

- R33: Perigo de efeitos cumulativos;

- R34: Provoca queimaduras;

- R35: Provoca queimaduras graves;

- R36: Irritante para os olhos;

- R38: Irritante para a pele.

• Reagente de Nessler:

- R26: Muito tóxico por inalação;

- R27: Muito tóxico em contacto com a pele;

- R28: Muito tóxico por ingestão;

- R33: Perigo de efeitos cumulativos;

- R35: Provoca queimaduras graves.

• Solução aquosa de amoníaco (NH3):

- R10: Inflamável;

- R34: Provoca queimaduras;

- R23: Tóxico por inalação;

- R28: Muito tóxico por ingestão.

- R50: Muito tóxico para os organismos aquáticos.

Perigos específicos:

• Solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH):

- S26: Em caso de contacto com os olhos, lavar imediata e abundantemente com água e consultar o médico;

- S27: Retirar imediatamente toda a roupa contaminada;

- S28: Após contacto com a pele, lavar imediata e abundantemente com…(produtos adequados a indicar pelo produtor);

- S29: Não deitar resíduos nos esgotos;

- S30: Nunca adicionar água a este produto;

- S31: Conservar afastado de substâncias explosivas;

- S33: Evitar acumulação de cargas electrostáticas;

- S34: Evitar o choque e a fricção;

- S35: Não se desfazer deste produto e do seu recipiente sem tomar as precauções de segurança devidas;

- S36: Usar vestuário de protecção adequado;

- S37: Usar luvas apropriadas;

- S39: Usar um equipamento de protecção de olhos e cara;

- S40: Para limpar o pavimento e os objectos contaminados com este produto utilizar…(a especificar pelo produtor);

- S41: Em caso de incêndio e/ou explosão não respirar os fumos;

- S42: Durante as fumigações/pulverizações usar equipamento apropriado (termos apropriados a indicar pelo produtor);

- S43: Em caso de incêndio, usar…(meios de extinção a especificar pelo produtor. Se a água aumentar os riscos, acrescentar “Nunca utilizar água”);

- S44: Em caso de indisposição, consultar um médico (se possível mostrar-lhe o rótulo);

- S45: Em caso de acidente ou indisposição consultar imediatamente um médico (se possível mostrar-lhe o rótulo).

• Solução aquosa de ácido clorídrico concentrado (HCl):

- S9: Conservar o recipiente em local bem ventilado;

- S10: Manter o conteúdo húmido;

- S11: Evitar o contacto com o ar;

- S12: Não fechar o recipiente hermeticamente;

- S13: Manter afastado dos alimentos e bebidas, incluindo os dos animais;

- S14: Manter ao abrigo de…(matérias incompatíveis a indicar pelo produtor);

- S15: Manter afastado do calor;

- S16: Conservar afastado de qualquer chama ou fonte de ignição – Não fumar;

- S17: Manter afastado de matérias combustíveis;

- S18: Manipular e abrir o recipiente com cautela;

- S20: Não comer nem beber durante a utilização;

- S21: Não fumar durante a utilização;

- S22: Não respirar as poeiras;

- S23: Não respirar os gases/vapores/fumos/aerossóis (termos apropriados a indicar pelo produtor);

- S24: Evitar contacto com a pele;

- S25: Evitar contacto com os olhos;

 - S26: Em caso de contacto com os olhos, lavar imediata e abundantemente com água e consultar o médico;

- S27: Retirar imediatamente toda a roupa contaminada;

- S28: Após contacto com a pele, lavar imediata e abundantemente com…(produtos adequados a indicar pelo produtor);

- S29: Não deitar resíduos nos esgotos;

- S30: Nunca adicionar água a este produto;

- S31: Conservar afastado de substâncias explosivas;

- S33: Evitar acumulação de cargas electrostáticas;

- S34: Evitar o choque e a fricção;

- S35: Não se desfazer deste produto e do seu recipiente sem tomar as precauções de segurança devidas;

- S36: Usar vestuário de protecção adequado;

- S37: Usar luvas apropriadas;

- S39: Usar um equipamento de protecção de olhos e cara;

- S40: Para limpar o pavimento e os objectos contaminados com este produto utilizar…(a especificar pelo produtor);

- S41: Em caso de incêndio e/ou explosão não respirar os fumos;

- S42: Durante as fumigações/pulverizações usar equipamento apropriado (termos apropriados a indicar pelo produtor);

- S43: Em caso de incêndio, usar…(meios de extinção a especificar pelo produtor. Se a água aumentar os riscos, acrescentar “Nunca utilizar água”);

- S44: Em caso de indisposição, consultar um médico (se possível mostrar-lhe o rótulo);

- S45: Em caso de acidente ou indisposição consultar imediatamente um médico (se possível mostrar-lhe o rótulo).

• Solução aquosa diluída de sulfato de cobre II (CuSO4):

- S22: Não respirar as poeiras;

- S23: Não respirar os gases/vapores/fumos/aerossóis (termos apropriados a indicar pelo produtor);

- S24: Evitar contacto com a pele;

- S25: Evitar contacto com os olhos;

 - S26: Em caso de contacto com os olhos, lavar imediata e abundantemente com água e consultar o médico;

- S27: Retirar imediatamente toda a roupa contaminada;

- S28: Após contacto com a pele, lavar imediata e abundantemente com…(produtos adequados a indicar pelo produtor);

- S29: Não deitar resíduos nos esgotos;

- S30: Nunca adicionar água a este produto;

- S31: Conservar afastado de substâncias explosivas;

- S33: Evitar acumulação de cargas electrostáticas;

- S34: Evitar o choque e a fricção;

- S35: Não se desfazer deste produto e do seu recipiente sem tomar as precauções de segurança devidas;

- S36: Usar vestuário de protecção adequado;

- S38: Em caso de ventilação insuficiente, usar equipamento apropriado.

• Reagente de Nessler:

- S13: Manter afastado dos alimentos e bebidas, incluindo os dos animais;

- S14: Manter ao abrigo de…(matérias incompatíveis a indicar pelo produtor);

- S15: Manter afastado do calor;

- S16: Conservar afastado de qualquer chama ou fonte de ignição – Não fumar;

- S17: Manter afastado de matérias combustíveis;

- S18: Manipular e abrir o recipiente com cautela;

- S20: Não comer nem beber durante a utilização;

- S21: Não fumar durante a utilização;

- S22: Não respirar as poeiras;

- S23: Não respirar os gases/vapores/fumos/aerossóis (termos apropriados a indicar pelo produtor);

- S24: Evitar contacto com a pele;

- S25: Evitar contacto com os olhos;

 - S26: Em caso de contacto com os olhos, lavar imediata e abundantemente com água e consultar o médico;

- S27: Retirar imediatamente toda a roupa contaminada;

- S28: Após contacto com a pele, lavar imediata e abundantemente com…(produtos adequados a indicar pelo produtor);

- S29: Não deitar resíduos nos esgotos;

- S30: Nunca adicionar água a este produto;

- S31: Conservar afastado de substâncias explosivas;

- S33: Evitar acumulação de cargas electrostáticas;

- S34: Evitar o choque e a fricção;

- S35: Não se desfazer deste produto e do seu recipiente sem tomar as precauções de segurança devidas;

- S36: Usar vestuário de protecção adequado;

- S37: Usar luvas apropriadas;

- S39: Usar um equipamento de protecção de olhos e cara;

- S40: Para limpar o pavimento e os objectos contaminados com este produto utilizar…(a especificar pelo produtor);

- S41: Em caso de incêndio e/ou explosão não respirar os fumos;

- S42: Durante as fumigações/pulverizações usar equipamento apropriado (termos apropriados a indicar pelo produtor);

- S43: Em caso de incêndio, usar…(meios de extinção a especificar pelo produtor. Se a água aumentar os riscos, acrescentar “Nunca utilizar água”);

- S44: Em caso de indisposição, consultar um médico (se possível mostrar-lhe o rótulo);

- S45: Em caso de acidente ou indisposição consultar imediatamente um médico.

• Solução aquosa de amoníaco (NH3):

- S1: Guardar fechado à chave;

- S2: Guardar fora do alcance das crianças;

- S16: Conservar afastado de qualquer chama ou fonte de ignição – Não fumar;

- S26: Em caso de contacto com os olhos, lavar imediata e abundantemente com água e consultar o médico;

- S36: Usar vestuário de protecção adequado;

- S37: Usar luvas apropriadas;

- S39: Usar um equipamento de protecção de olhos e cara;

- S45: Em caso de acidente ou indisposição consultar imediatamente um médico;

- S61: Evitar a libertação para o ambiente. Obter informações especificas/fichas de segurança.

Nas embalagens de alguns dos reagentes encontram-se os seguintes símbolos de perigo:

Inflamável:

Perigoso para o ambiente:

Corrosivo:

Nocivo e Irritante:

Registo de observações

Foram executados 4 testes diferentes:

Teste A: Pesquisa de amoníaco com o ácido clorídrico.

Teste B: Pesquisa de amoníaco com o indicador de papel azul de tornesol.

Teste C: Pesquisa de amoníaco com o reagente de Nessler.

Teste D: Pesquisa de amoníaco com uma solução diluída de sulfato de cobre II.

Usando 2 reagentes de controlo:

Água e amoníaco.

E outros 3 reagentes:

Lava tudo, adubo e sonasol.

Com o decorrer da experiencia registaram-se as seguintes observações:

Teste A – Pesquisa de amoníaco com ácido clorídrico:

Neste teste, à amostra a analisar adicionou-se duas gotas de hidróxido de sódio (NaOH) para que o catião amónio (NH4+) reaja com o anião hidróxido (OH-):

Em seguida, adicionou-se ácido clorídrico que ao reagir com o amoníaco (NH3), originou fumos brancos do cloreto de amónio (NH4Cl):

(Se a solução só tiver NH3 ocorre apenas a segunda reacção; se a solução tiver NH4+ com/sem NH3, ocorrem as duas reacções).

Teste B: Pesquisa de amoníaco com o indicador de papel azul de tornesol:

Neste teste detecta-se a presença de amoníaco ou do ião amónio nas amostras em estudo da seguinte maneira: adiciona-se à amostra a testar duas gotas de NaOH, para que, se houver NH4+ aconteça a reacção:

De seguida ocorre:

Em seguida, coloca-se a fita do indicador universal, humedecida, no meio da boca do tubo de ensaio. Se as amostras forem alcalinas, quer dizer que foram influenciadas pelo amoníaco, cujo pH é cerca de 11,5 (em estado puro, que corresponde a um azul intenso/escuro, na fita de indicador universal), visto que, em soluções aquosas, o NH3 liberta o anião OH- (exclusivamente básico).

(Se a solução só tiver NH3 ocorre apenas a segunda reacção; se a solução tiver NH4+ com/sem NH3, ocorrem as duas reacções).

Teste C: Pesquisa de amoníaco com o reagente de Nessler:

1ª Solução:

Neste teste utiliza-se o reagente de Nessler (tetraiodomercurato (II) de potássio). Para saber se a amostra contem amoníaco ou o catião amónio, adiciona-se

duas gotas deste reagente (ensaio directo), que na presença destas partículas, forma um precipitado de cor amarelo acastanhado, cuja intensidade é proporcional à quantidade de NH3 e de NH4+.

2ª Solução:

A 2ª solução difere-se da primeira porque nesta adiciona-se água, diminuindo a molaridade do amoníaco ou do catião amónio em todas as amostras.

Teste D: Pesquisa de amoníaco com uma solução diluída de sulfato de cobre II:

Neste teste identifica-se o amoníaco ou o catião amónio nas amostras a testar da seguinte forma:

Primeiramente, coloca-se um pouco de solução diluída de sulfato de cobre II (CuSO4) juntamente com a amostra a testar e duas gotas de NaOH, originando um precipitado azul claro de hidróxido de sódio (Cu(OH)2):

Caso haja NH4+, este catião irá reagir com anião OH-, do NaOH, assim:

Em seguida, o amoníaco reage com o Cu(OH)2 originando Cu(NH3)4, que tem uma cor azul intensa:

Conclusões/Críticas

Após a conclusão da actividade experimental é possível concluir que:

- A água não contém amoníaco, visto que todos os testes foram negativos. (Por isso foi usada como reagente de controlo).

- Todos os testes executados com o amoníaco tiveram resultados positivos, comprovando assim que todos os quatro testes são propícios para a pesquisa de amoníaco e iões amónio em soluções.

- Segundo a actividade experimental o lava tudo, contém amoníaco, mas apenas o teste C (1ª solução) teve resultados positivos. O que indica que ou o produto contém pouca quantidade de amoníaco e o teste C (1ª solução) é o mais sensível dos testes executados, ou o lava tudo não contém amoníaco (referindo-se também o facto de este componente não estar listado no rótulo do produto) e o teste C (1ª solução) foi mal executado ou mal sucedido.

- Segundo a actividade experimental o adubo também contém amoníaco, tendo este facto sido provado nos testes C (1ª e 2ª soluções) e teste D. Tendo o teste A e o teste B indicado que o adubo não contém amoníaco, conclui-se que ou estes testes são os menos precisos visto que ambos raramente indicaram a presença de amoníaco com os outros reagentes, ou foram mal sucedidos por outra razão externa.

- O sonasol contém inequivocamente amoníaco, estando este componente bem visível no rótulo do produto e sendo o resultado de todos os testes, excepto o do teste A, a favor da presença de amoníaco no sonasol.

- Desta forma conclui-se também que o teste menos preciso será o teste A, visto que apenas acusou a presença de amoníaco na solução aquosa de amoníaco (NH3).

- Sem a presença de amoníaco no rótulo do lava tudo, fica-se em duvida se este produto realmente contém ou não amoníaco e/ou iões amónio.

Bibliografia/Webgrafia

- QUEIRÓS, Maria Alexandra, SIMÕES, Maria Otilde, SIMÕES, Teresa Sobrinho (2010), Química em Contexto 10, 1ª edição, Porto: Porto Editora.

- DANTAS, Maria da Conceição, RAMALHO, Marta Duarte (2011), Jogo de Partículas, 1ª edição, Lisboa: Texto Editores.

- DANTAS, Maria da Conceição, RAMALHO, Marta Duarte (2011), Jogo de Partículas, Caderno de Actividades Laboratoriais, 1ª edição, Lisboa: Texto Editores.

 - http://pt.wikipedia.org/wiki/Amon%C3%ADaco (07/02/2012 – às 20:30).

- http://www.tabela.oxigenio.com/nao_metais/elemento_quimico_nitrogenio.htm (07/02/2012 - às 21:00)

- http://no3ciencia.blogspot.com/2008/06/histria-do-amonaco.html - (12/02/2012 - às 12:15).

- http://cienciaemcasa.cienciaviva.pt/amoniaco.html - (12/02/2012 - às 13:00).

- http://pt.wikipedia.org/wiki/Reagente_de_Nessler - (12/02/2012 - às 13:25).

- http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_clor%C3%ADdrico (12/02/2012 – às 15:00).

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