{"id":381,"date":"2020-08-20T13:04:26","date_gmt":"2020-08-20T16:04:26","guid":{"rendered":"http:\/\/www.quimica.ufpr.br\/paginas\/lpq\/?p=381"},"modified":"2020-08-20T13:24:39","modified_gmt":"2020-08-20T16:24:39","slug":"sal-explosao-desconhecimento-quimico-tragedia","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.quimica.ufpr.br\/paginas\/lpq\/sal-explosao-desconhecimento-quimico-tragedia\/","title":{"rendered":"Sal, explos\u00e3o, desconhecimento qu\u00edmico, trag\u00e9dia."},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Recentemente, ficamos chocados com as impressionantes imagens da enorme explos\u00e3o (Figura ao lado) ocorrida no dia 04 de agosto na zona portu\u00e1ria da cidade de Beirute no L\u00edbano, que at\u00e9 este momento causou quase 200 mortes, mais de 6 mil feridos e in\u00fameros desabrigados (A trag\u00e9dia causou grande como\u00e7\u00e3o mundial, em particular no Brasil, que abriga a maior comunidade libanesa fora daquele pa\u00eds (cerca\u00a0 de 10 milh\u00f5es de imigrantes e descendentes).<\/p>\n

As imagens da explos\u00e3o s\u00e3o intrigantes e impressionantes, se \u00e9 que se pode usar tais adjetivos diante de tamanha trag\u00e9dia humana. A sequ\u00eancia de explos\u00f5es no cais do porto, que levou \u00e0 forma\u00e7\u00e3o de nuvens brancas em forma de cogumelo, foi incessantemente noticiada por diversas m\u00eddias. \u00c0 \u201cfuma\u00e7a branca\u201d, como descrita pelos narradores do evento, seguiu-se uma enorme nuvem de cor marrom avermelhada<\/strong>. Essa sequ\u00eancia de fatos deixou-nos, no m\u00ednimo, embasbacados e chocados com tamanha manifesta\u00e7\u00e3o de for\u00e7a das rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas envolvidas.<\/p>\n

\"\"

Figura 2. Estrutura qu\u00edmica do nitrato de am\u00f4nio.<\/p><\/div>\n

Muitas reportagens noticiaram que a explos\u00e3o foi causada pelo material \u201cnitrato de am\u00f4nia\u201d ou mesmo \u201cam\u00f4nia\u201d. Na realidade, de acordo com as informa\u00e7\u00f5es oficiais, a prov\u00e1vel causa da explos\u00e3o foi a decomposi\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica do sal, denominado nitrato de am\u00f4nio<\/strong><\/a>, que cont\u00e9m o \u00e2nion nitrato (NO3<\/sub>–<\/sup>) e o c\u00e1tion am\u00f4nio (NH4<\/sub>+<\/sup>) \u2013 ver figura 2. De acordo com as autoridades libanesas, estavam armazenadas desde 2014 no cais do porto mais de 2800 toneladas deste sal, o que corresponde \u00e0 extraordin\u00e1ria quantidade de mat\u00e9ria de 35 milh\u00f5es de mol (saiba mais<\/a>). Tal trag\u00e9dia nos deixa curiosos sobre esse sal (nitrato de am\u00f4nio) e os motivos pelos quais ele parece ser o causador de tanta destrui\u00e7\u00e3o e da perda de tantas vidas, deixando o pa\u00eds em luto.<\/p>\n

O nitrato de am\u00f4nio<\/u><\/p>\n

Na natureza, o nitrato de am\u00f4nio ocorre na forma de um sal duplo de am\u00f4nio e pot\u00e1ssio chamado de Gwihabaita<\/a>. No entanto, todo o nitrato de am\u00f4nio consumido no mundo \u00e9 sintetizado pela rea\u00e7\u00e3o \u00e1cido-base entre \u00e1cido n\u00edtrico concentrado (HNO3<\/sub>) e g\u00e1s am\u00f4nia (NH3<\/sub>), de acordo com a equa\u00e7\u00e3o qu\u00edmica 1<\/strong>:<\/p>\n

HNO3<\/sub>(aq) + NH3<\/sub>(g) \u2192<\/strong>\u00a0NH4<\/sub>NO3<\/sub>(aq)\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0<\/sub>(1)<\/strong><\/p>\n

S\u00e3o produzidos anualmente cerca de 22 milh\u00f5es de toneladas de nitrato de am\u00f4nio. Desse total, 80%<\/a> s\u00e3o empregados como fertilizante e 20% em explosivos, estes \u00faltimos utilizados na minera\u00e7\u00e3o ou constru\u00e7\u00e3o civil. O nitrato de am\u00f4nio atua como fertilizante devido ao fato de conter na sua f\u00f3rmula 35% de nitrog\u00eanio, elemento essencial presente nas bases nitrogenadas e amino\u00e1cidos, constituintes do DNA e prote\u00ednas respectivamente,[1<\/strong>]<\/sup> \u00a0vitais para o desenvolvimento das plantas.<\/p>\n

O sal NH4<\/sub>NO3<\/sub> forma cristais incolores de brilho lustroso, sol\u00faveis em \u00e1gua, n\u00e3o vol\u00e1teis, n\u00e3o inflam\u00e1veis e est\u00e1veis \u00e0 temperatura ambiente.[2<\/strong>]<\/sup> No entanto, \u00e9 um forte agente oxidante, sendo necess\u00e1rios cuidados no seu manuseio e armazenamento. Em ambiente confinado e na presen\u00e7a de uma fonte de detona\u00e7\u00e3o, o NH4<\/sub>NO3<\/sub><\/strong> \u00e9 propenso a explos\u00e3o. Por esse motivo, j\u00e1 ocorreram diversos acidentes com explos\u00f5es e inc\u00eandios envolvendo este sal (saiba mais<\/a>).<\/p>\n

A 170\u00b0C, o NH4<\/sub>NO3<\/sub> sofre fus\u00e3o seguida de decomposi\u00e7\u00e3o.[3<\/strong>]<\/sup> No entanto, a decomposi\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m pode ocorrer em temperaturas pr\u00f3ximas a 50 \u00b0C na presen\u00e7a de impurezas como a pirita (dissulfeto de ferro, FeS2<\/sub>),[4<\/strong>]<\/sup> o que eleva o risco de acidentes, mesmo em temperaturas baixas. Os relatos do acidente no porto de Beirute indicaram pequenas explos\u00f5es, causadas por motivos desconhecidos, que precederam a explos\u00e3o maior. Essas pequenas explos\u00f5es podem ter atuado como detonadores que resultaram na grande trag\u00e9dia.<\/p>\n

Do ponto de vista termoqu\u00edmico, o NH4<\/sub>NO3<\/sub><\/strong> decomp\u00f5e-se inicialmente por uma rea\u00e7\u00e3o exot\u00e9rmica (rea\u00e7\u00e3o que libera energia na forma de calor, representado pelo valor negativo de \u0394<\/strong>H<\/strong>), produzindo tr\u00eas mols de esp\u00e9cies qu\u00edmicas na forma gasosa por mol de sal s\u00f3lido, como mostrado na equa\u00e7\u00e3o qu\u00edmica 2<\/strong>. Estes produtos s\u00e3o o vapor de \u00e1gua e o \u00f3xido nitroso (N2<\/sub>O, o g\u00e1s hilariante que \u00e9 usado como anest\u00e9sico):<\/p>\n

NH4<\/sub>NO3<\/sub>(<\/strong>s<\/strong>) \u2192<\/strong>\u00a0N2<\/sub>O(<\/strong>g<\/strong>) <\/strong>+ <\/strong>2 H2<\/sub>O(g)<\/strong> \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 (2)<\/strong><\/p>\n

\u0394<\/strong>H = <\/strong>\u2212<\/strong>36 kJ<\/strong>\u2219<\/strong>mol<\/strong>\u2212<\/sup><\/strong>1<\/sup><\/strong><\/p>\n

Al\u00e9m desta, outras rea\u00e7\u00f5es de decomposi\u00e7\u00e3o ocorrem entre 170 o<\/sup>C e 280 o<\/sup>C, liberando rapidamente gases e grande quantidade de calor, representadas pelas equa\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas 3 <\/strong>e 4:<\/strong><\/p>\n

3) NH4<\/sub>NO3<\/sub>(s) <\/strong>\u2192\u00a0 <\/strong>\u00bd N2<\/sub>(g) + NO(g) + 2 H2<\/sub>O(g)\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 (3) <\/strong><\/p>\n

\u0394H = \u22122597 kJ<\/strong>\u2219<\/strong>mol-1<\/sup><\/strong><\/p>\n

NH4<\/sub>NO3<\/sub>(s)\u00a0 \u2192\u00a0<\/strong> \u00be N2<\/sub>(g) + \u00bd NO2<\/sub>(g) + 2 H2<\/sub>O(g) \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 (4)<\/strong><\/p>\n

\u0394H = \u2212944 kJ<\/strong>\u2219<\/strong>mol-1<\/sup><\/strong><\/p>\n

Devido \u00e0 sequ\u00eancia de rea\u00e7\u00f5es exot\u00e9rmicas e consequente libera\u00e7\u00e3o de calor, outras rea\u00e7\u00f5es de decomposi\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m ocorrem (equa\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas 5<\/strong> e 6<\/strong>):<\/p>\n

2 NH4<\/sub>NO3<\/sub>(s) <\/strong>\u2192 <\/strong>2 N2<\/sub>(g) + O2<\/sub>(g) + 4 H2<\/sub>O(g) \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 (5)<\/strong><\/p>\n

\u0394H = \u22121057 kJ<\/strong>\u2219<\/strong>mol-1<\/sup><\/strong><\/p>\n

8 NH4<\/sub>NO3<\/sub>(s) <\/strong>\u2192\u00a0 <\/strong>5 N2<\/sub>(g) + 4 NO(g) + 2 NO2<\/sub>(g) + 16 H2<\/sub>O(g) \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 (6)<\/strong><\/p>\n

\u0394H = \u2212600 kJ<\/strong>\u2219<\/strong>mol-1<\/sup><\/strong><\/p>\n

Parte do calor liberado pela sequ\u00eancia de rea\u00e7\u00f5es exot\u00e9rmicas (equa\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas 2<\/strong> a 6<\/strong>) \u00e9 absorvido pelo processo de decomposi\u00e7\u00e3o do sal de NH4<\/sub>NO3<\/sub> fundido, o qual produz vapores de am\u00f4nia e \u00e1cido n\u00edtrico. Esse processo endot\u00e9rmico \u00e9 representado na equa\u00e7\u00e3o qu\u00edmica 7<\/strong>, na qual se destaca o valor positivo de \u0394<\/strong>H.<\/strong><\/p>\n

NH4<\/sub>NO3<\/sub><\/strong>(l) <\/strong>\u2192 <\/strong> HNO3<\/sub>(g) + NH3<\/sub>(g) \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 (7)<\/strong><\/p>\n

\u0394H = 176 <\/strong>kJ<\/strong>\u2219<\/strong>mol-1<\/sup><\/strong><\/p>\n

As equa\u00e7\u00f5es 3<\/strong>, 4<\/strong> e 6<\/strong> mostram a forma\u00e7\u00e3o de di\u00f3xido de nitrog\u00eanio (NO2<\/sub>) ou de mon\u00f3xido de nitrog\u00eanio (NO). Este \u00faltimo \u00e9 capaz de formar NO2<\/sub> pela rea\u00e7\u00e3o com oxig\u00eanio atmosf\u00e9rico. O NO2<\/sub><\/strong> \u00e9 um g\u00e1s de cor castanha, que provavelmente est\u00e1 associado \u00e0 enorme nuvem marrom avermelhada<\/strong> visualizada na imagens da explos\u00e3o em Beirute.<\/p>\n

A equa\u00e7\u00e3o qu\u00edmica 5<\/strong> explica porque o nitrato de am\u00f4nio \u00e9 um eficiente fornecedor de oxig\u00eanio para rea\u00e7\u00f5es de combust\u00e3o. Assim, na presen\u00e7a de materiais combust\u00edveis, a decomposi\u00e7\u00e3o do nitrato de am\u00f4nio pode liberar ainda mais calor (<\/p>\n

A sequ\u00eancia de rea\u00e7\u00f5es ilustradas pelas equa\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas 1 <\/strong>a 7 <\/strong>explica como o nitrato de am\u00f4nio foi capaz de desencadear a grande explos\u00e3o na cidade de Beirute. Imaginem qual a consequ\u00eancia de todos esses gases, uns incolores (N2<\/sub>O, N2<\/sub>, O2<\/sub>, H2<\/sub>O, NO, HNO3<\/sub> e NH3<\/sub>), outros coloridos como o NO2<\/sub><\/strong>, sendo produzidos por rea\u00e7\u00f5es que liberam grandes quantidades de calor, formando e expandindo a grande nuvem em forma de cogumelo? Estas rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas resultaram em um triste espet\u00e1culo para aquela cidade! Deve-se considerar tamb\u00e9m que, al\u00e9m dos danos causados pela explos\u00e3o, a popula\u00e7\u00e3o provavelmente sofrer\u00e1 as consequ\u00eancias da libera\u00e7\u00e3o desses gases, especialmente o NO2<\/sub>, devido \u00e0 sua toxicidade, suas propriedades irritantes e \u00e0 sua tend\u00eancia de causar chuva \u00e1cida.<\/p>\n

Do ponto de vista qu\u00edmico, com base nas equa\u00e7\u00f5es acima expostas, esta foi uma trag\u00e9dia que talvez pudesse ter sido evitada, caso fossem considerados os conhecimentos cient\u00edficos que tratam deste sal e dos riscos associados \u00e0 sua instabilidade t\u00e9rmica e potencial capacidade explosiva.<\/p>\n

 <\/p>\n

Refer\u00eancias<\/strong><\/p>\n

[1<\/strong>] G. Garcia, A. A. Cardoso, O. A. M. Santos, Da escassez ao estresse do planeta: um s\u00e9culo de mudan\u00e7as no ciclo do nitrog\u00eanio, Quim. Nova, 36(9) (2013) 1468-1476 (https:\/\/www.scielo.br\/pdf\/qn\/v36n9\/32.pdf<\/a>).<\/p>\n

[2<\/strong>] G. Marlair, M.-A. Kordek, Safety and security issues relating to low capacity storage of AN-based fertilizers, J. Hazard. Mater. 123(1\u20133) (<\/em>2005)<\/strong> 13-28 (https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jhazmat.2005.03.028<\/a>).<\/p>\n

[3<\/strong>] A. M. Djerdjev, P. Priyananda, J. Gore, J. K. Beattie, C.\u00a0 Neto, B. S. Hawkett, The mechanism of the spontaneous detonation of ammonium nitrate in reactive grounds, J. Environmental Chem. Eng. 6(1)<\/em> (2018)<\/strong> 281-288 (https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jece.2017.12.003<\/a>)<\/p>\n

[4<\/strong>] R. Gunawan, D. Zhang, Thermal stability and kinetics of decomposition of ammonium nitrate in the presence of pyrite, J. Hazard. Mater. 165 (2009) 751\u2013758 (https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.jhazmat.2008.10.054<\/a>)<\/p>\n

 <\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Por Profa. Dra. Shirley Nakagaki<\/p>\n

http:\/\/lattes.cnpq.br\/2297060247169449<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Recentemente, ficamos chocados com as impressionantes imagens da enorme explos\u00e3o (Figura ao lado) ocorrida no dia 04 de agosto na zona portu\u00e1ria da cidade de Beirute no L\u00edbano, que at\u00e9 este momento causou quase 200 mortes, mais de 6 mil feridos e in\u00fameros desabrigados (A trag\u00e9dia causou grande como\u00e7\u00e3o mundial, em particular no Brasil, que […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[5],"tags":[57,58,55,56],"class_list":["post-381","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-quimica-inorganica","tag-energia-de-decomposicao","tag-estabilidade-quimica","tag-explosao-em-beirute","tag-nitrato-de-amonio"],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/www.quimica.ufpr.br\/paginas\/lpq\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/381","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"http:\/\/www.quimica.ufpr.br\/paginas\/lpq\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/www.quimica.ufpr.br\/paginas\/lpq\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.quimica.ufpr.br\/paginas\/lpq\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.quimica.ufpr.br\/paginas\/lpq\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=381"}],"version-history":[{"count":10,"href":"http:\/\/www.quimica.ufpr.br\/paginas\/lpq\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/381\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":394,"href":"http:\/\/www.quimica.ufpr.br\/paginas\/lpq\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/381\/revisions\/394"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/www.quimica.ufpr.br\/paginas\/lpq\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=381"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.quimica.ufpr.br\/paginas\/lpq\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=381"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.quimica.ufpr.br\/paginas\/lpq\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=381"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}