Síntese do amoníaco e o meio ambiente

Química: a favor ou contra a Humanidade

Síntese do amoníaco e o meio ambiental

Síntese do amoníaco o que é?

A síntese do amoníaco, também designada por síntese de Haber-Bosch, refere-se um processo hoje largamente empregado em escala industrial onde os parâmetros que interferem na reação química entre nitrogênio e hidrogênio são idealmente ajustados a fim de maximizar a síntese do amoníaco.

Fritz Haber (1868 – 1934)

Carl Bosch (1874 – 1940)

Prémio Nobel da Química 1931

Prémio Nobel da Química 1918

Do ponto de vista ambiental, este processo de obtenção de hidrogénio não é considerado sustentável devido às emissões de dióxido de carbono que origina e que contribuem para o efeito de estufa.

De onde provém essa “enorme pegada de dióxido de carbono”?

Combustíveis fóssseis

Hidrogénio

Processo altamente energético e produz grandes quantidades de CO2

Chegamos á conclusão que este processo é responsável por uma quantidade significativa de emissões de dióxido de carbono na atmosfera.

Além disso, é altamente exotérmico e libera calor que deve ser removido para evitar que a temperatura suba demais e cause uma reação não desejada. A remoção do calor é frequentemente feita por meio da queima de combustíveis fósseis, que também produzem dióxido de carbono.

“A nossa comida é efetivamente um produto de combustível fóssil. E isso não é sustentável.”

Douglas MacFarlane

O processo Haber-Bosch é amplamente utilizado para a produção de amoníaco base para

uso de combustíveis fósseis

Muitos dos pesticidas e herbicidas usados na agricultura moderna também são derivados de petróleo

Fertilizantes nitrogenados

Portanto, a produção de alimentos na agricultura moderna depende fortemente da disponibilidade de combustíveis fósseis

Necessidade de alternativas mais sustentáveis e renováveis

são um recurso finito e a sua extração e uso têm um impacto ambiental significativo

Não é sustentável a longo prazo!

H2O

H2

Obter hidrogénio verde a partir de um processo eletroquímico

O hidrogênio verde pode ser produzido por

O2

H2O

eletrólise da água

H2

Vantagens deste processo:

O2

• não produz emissões de gases de efeito estufa ou outros poluentes;

• o hidrogênio produzido por meio da eletrólise da água pode ser armazenado e transportado para uso em veículos a hidrogênio, sistemas de energia de backup e outras aplicações;
• ela pode ser realizada em pequena escala, tornando-a adequada para aplicações descentralizadas, como sistemas de energia residencial ou pequenas frotas de veículos a hidrogênio;
• pode ser usada em combinação com outras tecnologias, como a produção de energia renovável, para fornecer uma solução completa de energia limpa e renovável.

O2

H2O

H2

Transformação natural do N2 em NH3

Determinadas bactérias e cianobactérias assimilam o nitrogênio atmosférico (N2) e o transforma em componentes que são benéficos para os seres vivos, como o amoníaco (NH3).

A enzima nitrogenase é responsável por catalisar a redução do nitrogênio molecular (N2) em amônia (NH3)

O mecanismo de ação da nitrogenase envolve uma série de reações que ocorrem em duas proteínas diferentes: a nitrogenase reductase e a nitrogenase.

• Primeiro, a nitrogenase redutase transfere eletrões para a nitrogenase, reduzindo um grupo ferro-enxofre na proteína.
• Em seguida, a nitrogenase utiliza a energia desses eletrões para quebrar a ligação tripla do nitrogênio molecular, formando dois átomos de nitrogênio (N) altamente reativos.
• Esses átomos de nitrogênio são incorporados em uma molécula intermediária de hidreto de hidrogênio (H2), formando um composto chamado hidrazina (N2H4).
• Finalmente, a hidrazina é reduzida a amônia (NH3) por meio da transferência de protões e eletrões.

O que aprendi com este trabalho

• A importância da procura e uso de energias renovavéis

• A química faz parte do nosso dia a dia e está em todo lado

• A importância da transformação de N2 em NH3 para os seres vivos

Trabalho realizado por Margarida Pinto