Amônia ou Amoníaco - (NH3)

Ao menos 15 pessoas morreram na China, em razão do vazamento de amônia líquida em uma unidade de resfriamento de uma usina no centro financeiro de Xangai.(2013).

• A amônia é um gás incolor a temperatura ambiente, que possui  um odor extremamente forte e é consideravelmente mais leve que o ar (densidade relativa ao ar, 0,5963). Apresenta pontos de fusão e ebulição de –77,7 °C e –33,35 °C, respectivamente, e é bastante solúvel em água, pois a 20 °C e 1 atmosfera, um volume de água dissolve 702 volumes de amônia, resultando em uma solução alcalina.

Apesar disso, pode ser facilmente removida da água levando-se esta à fervura. No estado líquido, é um dos solventes que mais tem sido usado para o estudo de reações químicas, sendo encontrada comercialmente disponível em solução aquosa de 15 mol L-1 (28% m/v), com a denominação de amoníaco.

• Desde a antiguidade a amônia é conhecida. Plínio em sua Historie naturalis mencionou a existência de uma variedade de sal denominado hammoniacum. Robert Boyle, em 1661, escreveu na Sceptical Chymist que o sal de amoníaco é composto de ácido muriático e álcali volátil. J. Priestley (1774) isolou amônia gasosa, que chamou de ar alcalino, e mostrou que ela podia ser decomposta por faísca elétrica em um outro gás combustível. Berthollet encontrou, em 1785, que quando esse gás é decomposto em seus constituintes por meio de faísca elétrica, ele fornece aproximadamente 0,725 volume de hidrogênio e 0,275 volume de nitrogênio. Esses dados foram confirmados por outros pesquisadores e permitiram estabelecer a composição do gás.

Devido às suas diversas propriedades, a amônia apresenta vasta aplicação, dentre as quais pode-se destacar seu uso como fonte de nitrogênio na fabricação de fertilizantes, agente neutralizador na indústria do petróleo e gás de refrigeração em sistemas industriais, pois seu alto poder refrigerante e baixo potencial de destruição do ozônio estratosférico tornam este gás adequado para ser usado em grandes máquinas de refrigeração industrial, evitando assim os usuais compostos orgânicos clorofluorcarbonos (CFC).

• Na atmosfera, a amônia possui um tempo de residência que varia entre uma e duas semanas, podendo ser retirada desta por processos físicos de deposições seca e úmida ou por processos químicos. As principais reações que levam ao consumo da amônia gasosa envolvem a oxidação com formação de NOx e reação com espécies ácidas formando partículas secundárias. Nestas partículas, a amônia está presente como sal de amônio e dependendo das condições de umidade e temperatura, que atuam no equilíbrio químico, pode ocorrer interconversão entre essas espécies. Portanto, é mais conveniente sua representação geral como NHx.

Em ambientes fechados, o maior problema da amônia para o homem é causado pelo vazamento nos sistemas de refrigeração, o que pode representar perigos aos trabalhadores do local. Entretanto, um fato positivo a ser mencionado, é que a amônia mesmo em concentrações na faixa de dezenas de ppm, produz um odor extremamente desagradável, facilitando sua detecção. O valor limite de amônia que uma pessoa pode ser exposta durante 8 h de trabalho diário sem causar danos à saúde é 30 ppm. Como é comum a perda da sensibilidade específica do olfato após algum tempo de permanência em ambiente contaminado por amônia, torna-se indispensável além de uma boa ventilação nesses locais, sistemas de detecção química fáceis de operar, de baixo custo e resposta rápida, que permitam avaliar os níveis deste gás em uma ampla faixa de concentrações.

• Outro problema que ocorre em ambientes fechados está relacionado com a criação extensiva de animais, que é usualmente feita confinando em um determinado espaço vários animais. Como as fezes e urina são fontes de amônia, isso pode resultar em concentrações elevadas do composto, o que vai interferir na saúde dos animais, podendo ocasionar prejuízo aos produtores. Neste caso, métodos analíticos que forneçam dados sobre a concentração média diária de amônia ajudam a controlar o problema. Apesar da amônia estar presente em todos os ambientes e ter uma importância significativa em diferentes áreas do conhecimento, existem poucos dados sobre sua concentração na atmosfera do Brasil.

Neste sentido, este artigo propõe discutir a importância em analisar o NHx atmosférico, os principais métodos utilizados para sua determinação e apresentar alguns dados ambientais encontrados na região central do Estado de São Paulo visando, desta forma, atrair a atenção para este composto pouco estudado no país.

Fontes de amônia ambiental:

• Embora a importância da amônia na química atmosférica tenha sido revista já há algum tempo, foi somente nos últimos 15 anos que mais atenção tem sido devotada a esse assunto. Isso é resultado da maior preocupação com as possíveis conseqüências no aumento das atividades antropogênicas, tais como queima de combustíveis fósseis e uso de fertilizantes nitrogenados, que liberam grandes quantidades de nitrogênio reativo para o ambiente, causando desequilíbrios no seu ciclo natural. A queima de combustíveis fósseis tem aumentado bastante, a fim de suprir o crescimento na demanda de energia.

A quantidade global de combustível fóssil usado por pessoa ficou aproximadamente 6 vezes maior nos últimos 75 anos. Do mesmo modo, as indústrias têm sintetizado cada vez mais fertilizantes baseados em nitrogênio amoniacal, visando atender o desenvolvimento e, produção máxima da agricultura nas terras agriculturáveis, que não tem mais como se expandir no planeta. Como a vegetação consegue reter apenas parte do material incorporado ao solo, o restante é perdido para o ambiente por processos de erosão, ou através de emissão para a atmosfera, criando-se um sistema aberto que requer freqüente adição de material. Estimativas das fontes de emissão e destino da amônia atmosférica  e mostram que a queima da biomassa, a volatilização de resíduos animais e excrementos humanos também constituem importantes fontes de amônia.

• Antes da produção massificada de fertilizantes, havia na natureza um balanço representado por um equilíbrio químico dinâmico entre os compostos de nitrogênio e o nitrogênio atmosférico molecular não reativo. O nitrogênio atmosférico (N2 compreende cerca de 78% do ar) era naturalmente convertido a formas reativas usadas pelas plantas e animais e quantidade semelhante de nitrogênio não reativo retornava à atmosfera, via processos naturais. Atualmente, com o aumento excessivo no uso de fertilizantes e produção de energia o balanço foi quebrado, favorecendo a formação de nitrogênio reativo. As conseqüências deste desequilíbrio ainda estão longe de serem entendidas pela comunidade científica. Porém, as previsões sugerem conseqüências ambientais desastrosas, inclusive mudanças na biodiversidade das espécies. Possivelmente, em futuro próximo, o ciclo do nitrogênio e seu desequilíbrio seja motivo de embates ambientais, tal qual hoje é o ciclo do carbono, afetado pela emissão de CO2, cuja conseqüência ambiental é o efeito estufa.

Nitreto de Hidrogênio

Spirit of Hartshorn Nitro-Sil Vaporole

Importância ambiental da amônia atmosférica:

• O papel desempenhado pela amônia atmosférica é de fundamental importância para a química ambiental, pois trata-se de um composto capaz de tamponar, em determinada extensão, a acidez provocada por gases e partículas. Uma parte substancial dos ácidos atmosféricos gerados pela oxidação do SO2 e NOx é neutralizada pela amônia e os produtos finais são os sais de amônio, na forma de material particulado. Reações de neutralização parecem ser, juntamente com as deposições seca e úmida, os meios de remoção mais comuns dos compostos ácidos na atmosfera. 

Como a amônia é muito solúvel em água, dissolve-se facilmente nas gotículas formadoras das nuvens e, além de aumentar seu pH, promove a conversão de espécies ácidas gasosas em aerossóis de sulfato e nitrato. Os aerossóis contendo amônio formam a fração de menor tamanho do material particulado atmosférico total. Algumas estimativas apontam que a amônia emitida anualmente para a atmosfera pode neutralizar até 32% da produção anual de H+ proveniente de fontes naturais e antropogênicas. A reação 1 descreve a representação geral desses processos de neutralização. HX(g) + NH3(g) ↔ NH4X(s) ↔ NH4(aq) + + X- (aq) (1) Quando o produto formado é nitrato ou cloreto de amônio, pode ocorrer regeneração dos reagentes devido à volatilização desses sais.

• No caso do NH4NO3, o ponto deliquescente é 62% de umidade relativa a 25 °C, isto significa que em umidades maiores que 62% o sal se dissolve em uma solução concentrada. Estes fatos mostram como a umidade relativa pode interferir na amostragem de partículas destes sais. Partículas de NH4NO3 (s), por exemplo, retidas em um filtro durante uma amostragem de ar, podem ser convertidas a HNO3 (g) e NH3 (g) quando a umidade do ar é baixa, e arrastadas pelo ar que está sendo amostrado, resultando em um valor superestimado de espécies gasosas e um valor subestimado de partículas.

O material particulado formado pela neutralização da amônia apresenta maior tempo de residência na atmosfera, quando comparado com a espécie gasosa. Por isso, as partículas constituem um dos principais mecanismos de transporte desses materiais a longas distâncias e, dependendo da concentração, podem afetar o equilíbrio do ecossistema atingido. Quando cresce a quantidade de material particulado na atmosfera, ocorre uma diminuição da visibilidade.

• Outra conseqüência da presença do material particulado fino na atmosfera está associada com possíveis riscos à saúde, decorrentes da ação de partículas inaláveis no trato respiratório. Como as partículas formadas são menores que 2,5 μm, não são retidas nos mecanismos naturais existentes no trato superior respiratório e chegam até os pulmões, provocando danos à saúde do homem. Desta forma, o aumento da amônia gasosa na atmosfera pode, por um lado, atenuar a acidez atmosférica e, por outro, favorecer o aumento na concentração de partículas inaláveis e assim agravar o risco a saúde humana. Devido a complexidade do tema, não existem ainda estudos que possam mensurar as conseqüências desses efeitos no ambiente.

Outro processo de remoção da amônia atmosférica envolve sua fotólise, que ocorre pela ação da radiação solar em comprimentos de onda abaixo de 220 nm. Na troposfera, a amônia reage lentamente com radicais hidroxil (•OH) produzindo radicais amina (•NH2), o que provavelmente ocorre segundo a reação geral (2) representada: NH3 + •OH → •NH2 + H2O (2). O tempo de vida médio da amônia com relação a sua reação com OH é de 72 dias e esse radical formado, reagindo com o O2, apresenta um tempo de vida médio de 30 s e, seu tempo de vida diminui para 2-3 s quando reage com NO, NO2 ou O3. Os esquemas gerais que representam os processos de consumo do radical amina estão representados nas reações (3), (4) e (5).

• NH2 + NO → N2 + H2O (3)
• NH2 + NO2 → N2O + H2O (4)
• NH2 + O3 → NOx + H2O (5)

Através das reações (3), (4) e (5), nota-se que a amônia pode ser considerada fonte e sorvedouro do NOx atmosférico, pois indiretamente consome e  gera esse composto na atmosfera. Incertezas quanto à cinética e distribuição espacial de O3 e NOx, conduzem a uma estimativa que somente cerca de 10% do NOx atmosférico tem como fonte a oxidação da amônia.

Métodos para determinação da amônia atmosférica:

• Análises de pequenas quantidades de amônia, em geral tem um problema comum relacionado com sua ubiquidade no ambiente, o que facilita a contaminação e conseqüentes erros na determinação. Estudos mostram que o homem pode emitir pela respiração cerca de 520 μg/h de amônia, sem contar sua emissão pela pele, e este é um fator responsável por freqüentes resultados incorretos. Por isso, no trabalho de análise, é conveniente usar luvas e evitar respirar próximo dos frascos de amostragem e reação.

Devido a sua grande solubilidade, a amônia é facilmente dissolvida em líquidos aquosos ácidos ou neutros, portanto o armazenamento de reagentes, amostra e água para limpeza e diluição, requer cuidados especiais. Processos de destilação e troca iônica nem sempre são eficientes na remoção de amônia. Para obtenção de água livre de amônia são sugeridos alguns procedimentos, como por exemplo, colocar para cada litro de água, 0,1 ml de ácido sulfúrico concentrado e re-destilar ou adicionar cloro ou bromo à água destilada e re-destilar no mínimo após 1h46. Esta água livre de amônia deve ser usada em todo o processo analítico, ou seja, no preparo de soluções, na limpeza final do material e na diluição da amostra. Deve-se evitar sua estocagem, a fim de minimizar a dissolução da amônia. Na preservação de amostras contendo amônia, o meio deve ser acidificado, evitando, desta forma, perdas devido à formação da amônia volátil.

• Especificamente, uma dificuldade na obtenção de dados representativos e confiáveis das medidas de amônia livre na atmosfera está relacionada com o equilíbrio existente entre os compostos voláteis HNO3, HCl e NH3 e os componentes do aerossol NH4NO3 e NH4Cl (reação 1) que, dependendo das condições ambientais de amostragem, podem ser volatilizados facilmente a temperatura ambiente.

Os primeiros métodos desenvolvidos para determinação de amônia atmosférica utilizavam frascos borbulhadores (“impingers”) contendo soluções absorventes para coletar o composto. Entretanto, os resultados obtidos por esses métodos só são satisfatórios nas determinações de concentrações elevadas de amônia (níveis de ppmv). Além disso, não é possível a diferenciação entre as fases gasosa e particulada, é difícil a manipulação do trem de amostragem fora do laboratório e pode ocorrer secagem da solução absorvente.

• A primeira tentativa de obter uma técnica de amostragem capaz de separadamente determinar fases gasosa e particulada resultou no desenvolvimento do método “filter pack”, onde é feita uma pré-filtração para remoção do material particulado (NH4X). Estes pré-filtros são normalmente feitos de Teflon, com porosidade para reter partículas de diâmetros grandes e pequenos, seguidos por outros filtros impregnados com reagentes específicos para coletar as espécies gasosas de interesse. Pode-se usar filtros de celulose impregnados com carbonato de sódio, para reter gases ácidos e filtros impregnados com ácido oxálico, para reter amônia gasosa. Porém, apesar da separação física entre partícula e gás ser eficiente, este método não resolve por completo a interferência entre as duas fases na etapa de amostragem podendo, inclusive, ocorrer reações químicas entre as partículas coletadas e os gases que estão sendo amostrados e, no caso da amônia, a perturbação do equilíbrio entre essas fases (reação 1), que é altamente dependente da umidade relativa do ar, conforme foi descrito anteriormente. Apesar de todos esses inconvenientes, o método “filter pack” é amplamente usado, em virtude do seu baixo custo e facilidade de preparação e uso, que são características indispensáveis em trabalhos de monitoramento ou estudos ambientais.

Entretanto, é importante mencionar que os dados obtidos com o uso deste sistema são mais convenientemente tratados como NHx total, sem qualquer distinção entre as fases. Entre os possíveis ácidos utilizados na impregnação de filtros para coletar amônia, pode-se destacar o oxálico, o fosfórico e o ascórbico, que apresentam como característica comum a boa estabilidade. No procedimento analítico, após finalizada a amostragem, o material do filtro é solubilizado com água e a determinação do amônio feita por cromatografia de íons ou espectrofotometria. Porém, em nosso laboratório, observou-se que quando a determinação é espectrofotométrica, deve-se evitar o uso do ácido ascórbico, pois ele resulta na formação de uma solução fortemente colorida, o que produz um branco muito alto, inviabilizando portanto a análise colorimétrica.

• A maioria dos problemas relacionados com a caracterização do NHx em fases gasosa e particulada foram convenientemente solucionados através da introdução da técnica dos tubos de difusão, conhecidos como “denuders”, que permitem a amostragem prévia da fase gasosa e posterior coleta das partículas em “filter packs”. A separação é baseada no princípio de que moléculas e partículas apresentam movimentos distintos dentro de um fluxo laminar. As moléculas, por apresentarem massa relativamente pequena quando comparadas às partículas, possuem um movimento caótico característico da difusão molecular. Já as partículas, de massa relativa maior, têm uma tendência a se movimentarem linearmente, acompanhando a direção do fluxo. O “denuder” é construído para aproveitar com vantagens esta diferenciação de movimentos entre gás e partícula. Neste caso, usa-se um tubo geralmente de vidro, impregnado internamente com um composto que reage seletivamente com a espécie gasosa de interesse. A passagem do ar em fluxo laminar por dentro do tubo faz com que as moléculas do gás sejam sorvidas sobre a parede interna, e as partículas, que atravessam sem sofrer interação, são coletadas por filtros colocados na saída do “denuder”. Após a amostragem, o material coletado é solubilizado e determinado por uma técnica analítica conveniente. O primeiro “denuder” descrito para coletar amônia foi proposto por Stevens e colaboradores. 

Na seqüência, outros “denuders” foram propostos para coletar NHx e obtiveram excelentes limites de detecção e tempos de resolução. A combinação de um sistema de “denuder” na fase de coleta, com posterior detecção cromatográfica iônica em modo gradiente para ampliar a capacidade de separação de espécies iônicas possibilitou, além da determinação diferenciada do NH3 e NH4 +, a análise simultânea dos gases ácidos orgânicos (fórmico, acético, propiônico, oxálico, malônico e succínico) e inorgânicos (SO2, HNO2, HNO3, HCl e H2F2). Usando este método de coleta e determinação, um limite de detecção de 0.4 ppb para NH3 gasoso foi alcançado. Outra montagem de “denuder” consistiu na introdução de um cilindro menor dentro de um maior, de forma que a passagem do ar ocorresse entre a parede interna do maior e a externa do menor, sendo ambas as superfícies tratadas com um reagente específico para coletar o gás de interesse. Este arranjo é conhecido como “denuder” anular. Um sistema proposto para amostrar amônia era constituído de três “denuders” para coletar a espécie na fase gasosa; um impactador, para remover as partículas maiores e “filter packs”, para reter o aerossol fino. O “denuder” ativo para coletar amônia era coberto com ácido cítrico e as amostragens feitas em períodos de 24 h, sendo o íon amônio determinado porcolorimetria. 

• Uma montagem complexa envolvendo a impregnação do tubo com ácido cítrico também foi descrita. Neste caso, a impregnação foi feita in situ, seguida pela secagem com ar livre de amônia e depois da amostragem foi feita a solubilização do material impregnante e a determinação. Keuken descreveu um “denuder” com superfície úmida para amostragem de amônia. Estudos com parativos entre as técnicas de separação de gases e partículas foram feitos visando avaliar os métodos de amostragem “denuder” e “filter pack”. Neste caso, as medidas foram simultâneas. Appel e colaboradores compararam o uso de “denuder” e “filter pack” impregnados com ácido oxálico para coletar NH3 e encontraram que medidas com filtro resultaram em valores 50% maiores. Harrison e Kitto observaram valores subestimados do NH4+ e superestimados (cerca de 13%) do NH3 e sugeriram que o uso do filtro deve ser evitado quando a concentração do NH3 é muito menor que a do NH4+.

Andersen e Hovmand obtiveram resultados concordantes para a soma de amônia/amônio em cinco regiões diferentes da Dinamarca. Em relação ao gás amônia, os resultados concordaram somente em áreas com fontes significativas de emissão, pois em regiões onde as concentrações locais de amônia estavam baixas, os resultados obtidos no “filter pack” foram subestimados, principalmente quando o material particulado era rico em espécies ácidas, o que sugere que este material pode reter amônia atmosférica, resultando na menor avaliação da espécie gasosa final. Dasgupta sugeriu um novo tipo de amostrador composto de um tubo de Teflon permeável (PFA, perfluoralquoxis) colocado dentro de uma jaqueta onde circulava solução. O ar era amostrado passando por dentro deste tubo e ocorria a difusão de espécies gasosas solúveis para o interior da solução, sendo possível analisar continuamente a solução, o que permitia medidas contínuas da espécie de interesse no ambiente. O método foi adaptado para determinação de amônia e um limite de detecção de 45 pptv foi alcançado, com um tempo de resolução de 5 min. A determinação foi feita usando a fluorescência resultante da reação entre amônia, sulfito e o-ftaldialdeído. Este método foi posteriormente testado e comparado com “denuder” e “filter pack” e os resultados foram concordantes. Além disso, a resposta mostrou ser dependente da umidade relativa do ar e da temperatura. 

• Outra forma de determinação de amônia utiliza amostradores passivos para coleta do gás. Neste tipo de amostrador, um tubo cilíndrico é aberto em um dos lados e contém no fundo um material que reage com a espécie de interesse. O gás entra no recipiente por processo de difusão gasosa e reage com o composto no fundo do tubo, tornando sua concentração nesse ponto próxima de zero. 

Com isto, é criado um fluxo contínuo de difusão do gás presente no ambiente para dentro do tubo de difusão. Após a quantificação do analito coletado, é possível determinar a concentração média do gás presente no ambiente. Para a amônia, em um dos procedimentos de amostragem, foi utilizado um frasco de vidro pequeno com fundo coberto com ácido fosfórico e subseqüente análise por injeção em fluxo. Este método conseguiu determinar amônia em níveis de 1 μg m-3, com um período de amostragem de 4 h, sendo possível obter menores limites de determinação aumentando o tempo de exposição dos amostradores. Métodos contínuos para determinação de NHx em tempo real e que possuam sensibilidade suficiente para amostras ambientais são raros. Espectroscopia a laser com diodo sintonizável (TDLAS), espectrometria de absorbância óptica diferencial (DOAS) e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), apesar de serem sensíveis, apresentam custo elevado e necessitam de operadores especializados, não sendo portanto adequados para aplicações rotineiras. Outra forma de analisar amônia utiliza fluorescência a laser induzido com fotofragmentação (PDLIF), sendo este método baseado na fotofragmentação da NH3 em um processo envolvendo dois fótons, usando radiação 193 nm, seguida pela fluorescência a laser induzido do fragmento NH95. Limites de detecção de ~5 ppt, por um tempo de integração de 5 min, têm sido reportados. Um estudo comparando as técnicas PD-LIF, “denuder” e “filter pack” foi realizado. Todos os métodos concordaram em aproximadamente 10% quando mediram amônia de uma amostra padrão. Entretanto, os resultados diferiram quando aplicados em atmosfera real. Outros trabalhos foram realizados visando comparar diferentes tipos de “denuders”98-100. Esses amostradores também foram avaliados comparativamente com outras técnicas, tais como, espectroscopia de absorção óptica diferencial e quimiluminescência.

• A fluorescência, que é uma técnica bastante sensível, também tem sido usada na análise de amônia. Tarasankar e colaboradores propuseram um método baseado em fluorescência para determinação de NH3 na fase de vapor, através da reação entre fluorescamina e amônia, sobre um substrato de papel tratado com sulfeto de lauril sódio (NaLS). 

A intensidade do produto fluorescente foi usada como uma medida da concentração de amônia na fase de vapor e permitiu alcançar limites de detecção em níveis de ppm, em apenas 1 min de exposição, sendo possível determinar o composto em concentrações na faixa de 1 ppb, em períodos de exposição de 8 h. Técnicas quimiluminescentes também têm sido propostas. O procedimento é baseado no uso de um conversor catalítico a alta temperatura que oxida amônia a óxido de nitrogênio e um catalisador a baixa temperatura que converte NOx a NO. Passando a amostra de ar através do primeiro conversor (~700 °C), é gerado NOx total e amônia, enquanto a outra porção do ar que passa através do segundo conversor, gera somente NOx total. A concentração de amônia é obtida através da diferença entre os dois conversores. Métodos eletroquímicos foram desenvolvidos para medidas contínuas de amônia na atmosfera. Fritsche e Gernert conseguiram um limite de detecção de 5 μg m-3 para NH3 gasoso, utilizando um eletrodo de gás-sensível contendo na parte superior KCl e NH4Cl em baixa concentração.

• A amônia foi também determinada na pirólise de gases, usando um eletrodo seletivo para amônia. Neste caso, o composto foi medido tanto em solução ácida quanto na fase gasosa. Esse eletrodo funcionou bem em ambos os procedimentos e o limite de detecção na fase aquosa foi de 0,085 ppm e na fase gasosa, 8,5 ppm. Um método foi desenvolvido para separar traços de amônia do ar por meio de uma membrana, com subseqüente determinação potenciométrica. O sistema de medida respondeu proporcionalmente para a concentração de amônia na fase gasosa e tempo de pré-concentração.

Amônia foi também determinada na exaustão de motores de veículos através de um sensor eletroquímico, que também mediu as concentrações de CO2, CO, hidrocarbonetos, NO e outros poluentes emitidos na exaustão. O polímero polianilina foi sintetizado e dopado com ácido acrílico, para ser usado como um sensor de amônia gasosa numa ampla faixa de concentrações (1-600 ppm).

A preparação do polímero dopado ocorreu durante a polimerização oxidativa do monômero anilina, após adição de 0,03 M de ácido acrílico e a mistura reacional mantida a 5 °C. A resposta é dada em termos do decréscimo na resistência elétrica sobre a exposição de amônia e a mudança na resistência é proporcional à concentração de amônia. Os resultados foram concordantes com aqueles obtidos por FTIR, análise espectral e estudos com difração de raios-X espectral.

• Levando-se em conta que a amônia é facilmente incorporada a gotículas de água foi montado, no nosso laboratório, um sistema colorimétrico para análise de amônia gasosa, seguindo o mesmo princípio de métodos baseados em gotas pendentes desenvolvidos anteriormente. Para isto, um sistema de formação de gotas contendo água desionizada para coletar amônia foi acoplado a um conjunto de fibras ópticas e fotodiodos. A fonte de luz monocromática usada foi um LED vermelho com λmax = 635 nm. Após a amostragem, os reagentes eram adicionados à gota e a luz não absorvida por ela era recebida por uma fibra óptica e convertida pelo fotodiodo em corrente elétrica. A corrente era transformada em sinal de absorbância por um conversor de sinal e esta era proporcional à concentração de amônia. Este método alcançou um limite de detecção de 2 ppbv e mostrou ser de fácil aplicação, sendo possível fazer uma determinação a cada 17 min. Além disso, apresentou como vantagens: facilidade de aplicação, pouco consumo de reagentes e pouca manipulação da amostra, o que diminuiu consideravelmente os riscos de contaminação.

Apesar da existência de diferentes métodos para análise de amônia, a maioria deles ou são de custo elevado, ou envolvem uma série de etapas durante a análise do composto, o que favorece a contaminação da amostra, pois como regra geral, sempre que se aumenta o número de etapas entre a amostragem e determinação, aumenta-se o erro final. Desta forma, ainda são necessários estudos de adaptação, comparação e aplicação de novos métodos para determinação de amônia na atmosfera. Nosso grupo de pesquisa espera continuar a contribuir para ampliar o conhecimento nesta área da ciência, através da busca de novas montagens de diferentes sistemas para análise de amônia, que atenda às necessidades de cada um dos problemas resultantes da ação da amônia ambiental e que requerem soluções específicas, nem sempre convenientemente atendidas pelos métodos analíticos existentes.

Aplicações:

• Muito usado em ciclos de compressão (refrigeração) devido ao seu elevado calor de vaporização e temperatura crítica. Também é utilizado em processos de absorção em combinação com a água.A amônia e seus derivados ureia, nitrato de amônio e outros são usados na agricultura como fertilizantes. Também é componente de vários produtos de limpeza. Outro produto importante derivado da amônia é o ácido nítrico.

Explosões que destruíram no passado fabricas de fertilizantes, como a ocorrida na noite de quarta-feira (17/04/2013) perto de Waco, no Texas, e na fábrica AZF em Toulouse, na França, em setembro de 2001, em muitos casos envolveram nitrato de amônio, um fertilizante amplamente usado na agricultura.Ainda não se sabe as causas exatas da explosão da fábrica de fertilizantes West Fertilizer, mas a amônia anidra (fórmula química NH3), um gás usado para a produção de nitrato de amônio (NH4NO3), foi citado como possível responsável pelo acidente.

A fórmula química NH4NO3, por vezes erroneamente denominada "nitrato de amoníaco" pela indústria, pode também ser utilizado na fabricação de explosivos e bombas, tal como no atentado em Oklahoma City, em 1995, e no ataque em Oslo, em 2011, pelo atirador norueguês Anders Breivik. O nitrato de amônio, por si só, é relativamente pouco explosivo. Ele se apresenta como um pó branco ou em grânulos solúveis em água e é seguro, desde que não aquecido. A partir de 210 °C, decompõe-se e, se a temperatura aumentar para além de 290 °C, a reação pode tornar-se explosiva.

• Um incêndio, tubos superaquecidos, fiação defeituosa ou relâmpagos podem ser suficientes para desencadear tal reação em cadeia.Mas para que uma explosão ocorra, deve haver também uma quantidade significativa de nitrato de amônio, segundo especialistas. Este foi o caso da AZF (300 toneladas) e na catástrofe em Texas City, em abril de 1947, quando um incêndio em um navio que transportava 2.300 toneladas de nitrato de amônio causou uma série de explosões que mataram mais de 500 pessoas.

As causas exatas da explosão na AZF nunca foram determinadas com precisão, embora os investigadores e peritos acreditem que o evento tenha ocorrido por uma mistura acidental de um produto clorado com o nitrato de amônio.Quanto à amônia anidra (NH3) - cerca de 25 toneladas estavam armazenadas na fábrica West Fertilizer, segundo a imprensa local -, é um gás considerado relativamente de baixa inflamabilidade.

• Não é explosivo, mas pode formar uma mistura explosiva com o ar a certas concentrações (16% a 25% em volume no ar). Do mesmo modo, pode formar uma mistura explosiva em contato com certas substâncias, em especial flúor, cloro, bromo, iodo, óxido de prata e mercúrio.O principal perigo da amônia anidra, um dos gases mais solúveis em água, é a sua toxicidade. Como um gás ou líquido é muito irritante para a pele e os olhos, e no sistema respiratório, em contato direto, pode provocar queimaduras graves.

Contenção de vazamento de amônia líquida  na China