Fertilizante nitrogenado
Os fertilizantes nitrogenados são compostos químicos que possuem em sua composição o elemento nitrogênio num formato assimilável pelas plantas.
O nitrogênio é encontrado de forma abundante na atmosfera em sua forma molecular (N2). Este formato é inaproveitável à maioria dos organismos vivos. Para tornar-se “fixável”, o nitrogênio deve se transformar.
Processos históricos
[editar | editar código-fonte]Arco voltaico
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Por muitos anos o nitrogênio foi considerado de importância secundária, embora já fosse conhecida a técnica da rotação de culturas para sua fixação. Com o incremento populacional, tornou-se necessário alguma nova fonte de nitrogênio para melhorar as colheitas.
O processo do arco voltáico foi um precursor para sua obtenção. Baseia-se no princípio da descarga elétrica atmosférica que acontece naturalmente. Durante esta descarga, o nitrogênio e o oxigênio atmosféricos são oxidados a altas temperaturas e reagem entre si, formando os óxidos de nitrogênio, que também reagem com a água da atmosfera formando ácidos nítrico e nitroso. Esses ácidos, em contato com o solo, ou com calcário, formam os nitratos de cátions metálicos (cálcio, sódio, magnésio etc.), sais nitrogenados que podem ser aproveitados pelas plantas.
Carbureto
[editar | editar código-fonte]Outro método, utilizando a cianamida cálcica (CaCN2), é obtido reagindo o carbeto de cálcio, ou carbureto (CaC2) com nitrogênio atmosférico puro, dando então origem a esse sal que, além de "fixar" o nitrogênio, também fornece o cálcio, macroelemento secundário. Ainda hoje a cianamida cálcica é utilizada como elemento fertilizante, sobretudo na cultura da uva.
Processos modernos
[editar | editar código-fonte]Amônia
[editar | editar código-fonte]Na industria moderna de fertilizantes, a produção da amônia é a base para a elaboração de todos os outros fertilizantes nitrogenados. Independentemente de qual seja o processo de preparação do gás de síntese, é utilizada uma técnica análoga à de Haber-Bosch para a síntese da amônia.
Síntese da amônia
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Esta reação ocorre a pressões elevadas com auxílio de catalisadores. O nitrogênio vem da atmosfera e o hidrogênio pode vir de diversas fontes (renováveis ou não); as principais técnica são a reforma catalítica e a oxidação parcial.
Ureia
[editar | editar código-fonte]Reagindo a amônia e dióxido de carbono que, no caso de complexos integrados, é suprido pela própria unidade de amônia, da qual é extraído como subproduto, produzimos a ureia.
Síntese da ureia
[editar | editar código-fonte]Pelo processo de Bosch-Meiser,[1] a adição de amônia e gás carbônico forma o produto intermediário carbamato de amônio, que, por desidratação, gera a ureia.
- Formação do Carbamato
- Desidratação do Carbamato
Ácido nítrico
[editar | editar código-fonte]O ácido nítrico é produzido pela oxidação da amônia.
Síntese do ácido nítrico
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A amônia é oxidada cataliticamente numa reação exotérmica, convertendo-se em óxido nitroso.
O oxigênio remanescente é enriquecido e os gases são resfriados até o menor nível possível. Nessas condições a maior parte do óxido nitroso é oxidado em dióxido de nitrogênio. Associado ao vapor d'água condensado forma-se o ácido fraco.
- Absorção
Na coluna absorvedora processam-se simultaneamente a absorção de dióxido de nitrogênio em água e a reação de oxidação do óxido nitroso remanescente.
Nitrato de amônio
[editar | editar código-fonte]O nitrato de amônio é produzido pela neutralização de ácido nítrico com amônia gasosa.
Síntese do nitrato de amônio
[editar | editar código-fonte]Sulfato de amônio
[editar | editar código-fonte]A reação exotérmica entre amônia e ácido sulfúrico gera o sulfato de amônio