Propriedades da amonia

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2 Amônia

A amônia é um composto químico relativamente abundante tanto no meio ambiente terrestre quanto em objetos no meio interestelar; esse fato por si só justifica a relevância de seu estudo [7,8]. Em condições ambientais correntes a amônia é encontrada em estado gasoso e apresenta um odor penetrante característico. Embora este composto contribua significativamente na produção de alimentosna forma de fertilizantes (adubos), em geral, o gás propriamente dito é cáustico e pode causar danos sérios à saúde. Para humanos, em particular, a exposição a concentrações muito altas de amônia gasosa pode causar danos sérios
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nos pulmões ou ser letal [9].

2.1. Estrutura da molécula de NH3

Fig. 2.1: Estrutura de uma molécula de amônia

Oátomo de nitrogênio tem cinco elétrons de valência e, na amônia, está ligado por covalência a três átomos de hidrogênio para completar as oito posições eletrônicas na camada externa. Isto deveria resultar numa geometria tetraédrica regular com ângulos de ligação de ∼ 109,5°. Porém, os três átomos de H são repelidos pelo par de elétrons isolado do nitrogênio, modificando a geometria da molécula parauma forma piramidal de base triangular: o ângulo das ligações passa a ser de 107,8°, com o átomo de nitrogênio no ápice e os de H nos vértices da base (Fig. 2.1). Como os três átomos dos vértices da base são idênticos, a molé-

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cula pertence ao grupo pontual C3v. Esta configuração faz com que a molécula tenha momento dipolo e afinidade por prótons devido ao par deelétrons isolado. 2.1.1 Algumas propriedades A amônia é um gás incolor, mais leve do que o ar. É facilmente liquefeito devido a formação de pontes de hidrogênio entre as suas moléculas. No estado líquido e à pressão atmosférica ferve a 240 K; ao se solidificar a 195 K, forma um cristal branco. Na Tabela 2.1 são resumidas algumas propriedades da amônia. Tabela 2.1: Propriedades da amônia
Formulamolecular Massa molecular Aparência
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NH3 17,0306 g/mol Gás incolor com forte odor 0,6942 g/l, como gás. 89,9 g/100 ml at 0 °C. -77,73 °C (195,42 K) -33,34 °C (239,81 K) 9,25 4,75 C3v 1,42 D 107,8°

Propriedades Densidade e fase gerais Solubilidade em água Ponto de fusão Ponto de ebulição Acidez (pKa) Basicidade (pKb) Grupo pontual Estrutura Momentodipolo Ângulo de ligação

Uma característica interessante na molécula de amônia é a inversão do nitrogênio, isto é, o átomo de nitrogênio atravessa o plano de simetria formado pelos três hidrogênios, de um lado para o outro. A barreira de energia para esta inversão é de 24,7 KJ/mol e a freqüência de ressonância de 23,79 GHz, que corresponde à radiação microondas (comprimento de onda de 1,260 cm). Aabsorção nesta freqüência constituiu o primeiro espectro da amônia observado [10].

2.2 Interesse astrofísico – gelo de Amônia A pesquisa sobre a molécula da amônia e seus agregados tem atraído muito interesse em astrofísica [7, 8, 11-16], devido ao fato de que grãos

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interestelares cobertos de gelo de amônia, entre outros objetos, formam parte de atmosferas esuperfícies de cometas [15]. Existem muitas questões não resolvidas em relação às substâncias voláteis liberadas na Terra primordial. Assim, grandes esforços ainda são feitos para caracterizar esses compostos e determinar como eles foram formados. A partir destes estudos espera-se entender melhor as características e as composições químicas das superfícies e das atmosferas dos corpos interestelares e,com eles, inferir sobre a composição da Terra primordial. Estas pesquisas estão ligadas a estudos experimentais e a observações de gelos no sistema solar. Por exemplo, Titan, uma das luas de Saturno, apresenta particular interesse científico já que é a única lua conhecida com nuvens e atmosfera parecidas com as de um planeta. Sua atmosfera, segundo observações feitas pela nave espacial...
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