nitrogênio e seus compostos
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ANA CAROLINE SANTOSCARLOS ALBERTO
DARLAN BRASILEIROIGOR LIMA
LUÍS EDNILSON M.TAYNARA UCHÔA
Nitrogênio
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INTRODUÇÃO
O nitrogênio foi descoberto em 1772por Daniel Rutherford, posteriormente foi isolado e utilizado na produção da amônia;
É classificado como um não metal do Grupo 15 da tabela periódica;
Todos os elementos desse Grupo apresentam 5 elétrons na camada de valência
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Características do Nitrogênio
Gás incolor, inodoro, insípido e diamagnético, encontrado na forma de molécula diatômicas, N2 ;
A molécula contém uma ligação tripla;
Energia de dissociação muito alta;
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Estados de Oxidação
O nitrogênio exibe uma grande variedade de estados de oxidação:
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Apresenta ponto de fusão (PF) de -210°C e ponto de ebulição (PE) de -195,8°C;
Obtenção;
Ativação.
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Ocorrência na natureza
Aproximadamente 78% da constituição da atmosfera terrestre.
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Aplicações
Indústria Química
Diluir gases reagentes
Aumentar rendimento de reações
Evitar oxidação, decomposição ou hidrólise de reagentes
Fabricação de fertilizantes agrícolas (como HNO3)
Fabricação de explosivos (como NH4NO3)
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Aplicações
Indústria de alimentos
Evitar oxidação de processos químicos em alimentos
Inibição do desenvolvimento de bolores e pragas
Por ser pouco reativo, utilizado
na eliminação do oxigênio (muito
reativo) em recipientes, ex.:
armazenamento de álcool etanol
e nos pacotes de salgadinhos.
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Indústria Elétrica Pressurização do revestimento de cabos elétricos
Gás assistente e de geração em procedimentos de corte a laser
Blindagem de motores
Aplicações
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Indústria Metalúrgica Evitar oxidação de metais e carbonização em processos de
soldatura.
Por ser pouco reativo ele não interage com o materiais envolvidos no processo de solda, ao contrário do oxigênio que acaba oxidando os metais usados.
Aplicações
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Biomédicas Congelar e preservar sangue, tecidos e materiais
biológicos (por criogenia)
Congelar e destruir tecidos doentes (por criocirurgia)
Impulsionar equipamentos médicos
Aplicações
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Ciclo do NitrogênioHá uma troca contínua de nitrogênio entre a atmosfera, o solo, os oceanos e os
organismos vivos, cuja quantidade é estimada em 108 e 109 t/ano. Esse processo
é denominado o ciclo do nitrogênio.
Fonte: Wikipédia
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O nitrogênio é utilizado pelos seres vivos para a produção de moléculas complexas necessárias ao seu desenvolvimento, como: aminoácidos, proteínas e ácidos nucléicos (DNA e RNA).
O principal repositório de nitrogênio é a atmosfera (78%), na qual
este elemento é encontrado na forma gasosa (N2).
Para ser absorvido pelos organismos deve estar na forma de : NH4+
ou NO3-, pois o N2 é pouco reativo.
Logo, é necessária a fixação do N2 atmosférico, para que o
nitrogênio possa ser utilizado pelas plantas ,e assim, por outros
seres vivos.
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Tipos de fixação Fixação espontânea: Pequenas quantidades de N2 são fixadas pelos relâmpagos:
N2 + O3 N2O (óxido nitroso) + O2
N2O NO (óxido nítrico) + N
A forte radiação de UV na atmosfera superior, também gera óxidos denitrogênio, principalmente o NO2 que forma uma solução muito diluída deHNO3 na água da chuva:
3NO2 + H2O 2HNO3 (ácido nítrico) + NO
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Fixação Biológica Mineralização do Nitrogênio:
Também conhecida como amonificação.
A matéria orgânica em decomposição é transformada no íon amônio (NH4+) por intermédio de bactérias aeróbicas, anaeróbicas e alguns fungos.
O NH4+ pode ser então utilizado pelas plantas ou transformado a NO2- e NO3- via nitrificação.
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Fixação Biológica
Nitrificação Processo de produção de nitratos a partir da amônia (NH3)
Este processo apresenta duas etapas que são conduzidas por bactérias nitrificantes: 1° etapa: Conversão da amônia em nitritos (NO2-)
2 ° etapa: Conversão de nitritos em nitratos (NO3-)
É catalisada pela enzima nitrogenase em meios anaeróbicos, na presença de Mg e Fe.
Os nitratos então estão aptos a serem assimilados pelas plantas.
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Fixação Industrial
Processo de Haber-Bosch:
N2+ 3H2 ⇌2NH3 + calor
A produção de NH3 aumentou de 1 milhão de t/ano em 1950 para 110 milhões em 1992, a partir desse processo.
Cerca de 75% da amônia obtida a partir do processo de Haber-Bosch, é utilizada como fertilizante.
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Assimilação
Os nitratos formados pelo processo de nitrificação são absorvidos pelas plantas e transformados em compostos carbonados para produzir aminoácidos ou outros compostos orgânicos de nitrogênio.
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Desnitrificação
As bactérias desnitrificantes, são capazes de converter nitratos em nitrogênio molecular e óxidos de nitrogênio que retornam a atmosfera:
NO3-NO2-NO N2O N2
Lixiviação e Eutrofização
Transporte de compostos nitrogenados do solo até corpos de água, o que pode fazer com que estes sistemas sejam sobre-populados com certas espécies de algas.
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Ciclo do nitrogênio
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ALCALOIDES
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Propriedades
Caráter básico
Gosto amargo
Geralmente são sólidos (exceto a nicotina)
Nas plantas, podem existir em estado livre como sais ou como óxidos
A estrutura dos alcaloides derivam de outras estruturas
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Classificação
Podem ser classificados quanto a sua atividade biológica; quanta a sua estrutura química; e quanto a sua origem Biosintética( maneira de produção na planta)
Alcaloides verdadeiros: tem anel heterocíclico com um átomo
de nitrogênio e sua biossíntese se da através de aminoácido.(ex:cafeína)
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Classificação
Protoalcalóides: átomo de nitrogênio não pertence a anel heterocíclico e
se originam de um aminoácido.(ex:cocaína)
Pseudo-alcaloides: não são derivados de aminoácidos e sim de terpenos ou esteroides. (ex: coniina)
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Exemplos mais conhecidos de Alcaloides
Cafeína: Está presente no chá preto, no café e em várias
outras bebidas.
Na Medicina, a cafeína é utilizada como um estimulante cardíaco e um diurético. Ela também produz um aumento no estado de alerta.
Pode causar dependência – física e psicológica.
Toxicidade
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Exemplos mais conhecidos de Alcaloides
Nicotina: Obtida a partir das folhas do tabaco;
líquida e de cor amarela;
Usos medicinais
Cancerígena
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Exemplos mais conhecidos de Alcaloides
Atropina: extraída da Atropa belladonna
utilizada na produção de medicamentos para os pacientes que sofrem de espasmos involuntários e medicamento pré-anestésico;
Altas doses podem resultar em colapso circulatório e insuficiência respiratória depois de período de paralisia ou coma.
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Exemplos mais conhecidos de Alcaloides
Morfina: substância derivada do ópio;
A morfina é um fármaco que alivia dores extremas. Sedação na anestesia;
Pode causar dependência – física e psicológica;
O uso da morfina também pode levar o usuário ao coma, que se não for socorrido rapidamente pode levar a morte;
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Exemplos mais conhecidos de Alcaloides
Escopolamina: obtida a partir de plantas da família
Solanaceae;
utilizada como antiespasmódico;
In natura, é uma droga altamente tóxica;
butilbrometo de escopolamina
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Óxido nitroso
O gás do riso, ou hilariante, produz umasuave depressão numa região do cérebrorelacionada aos sentimentos e àautocensura.
Viagem anestésica:
1 Em cinco minutos o óxido nitroso já aumenta a tolerância à dor
2 Após ser inalado, o gás alcança os pulmões.
3 Rapidamente o gás começa a circular pela corrente sanguínea e ruma em
direção ao sistema nervoso central
4 A ação do gás é no córtex cerebral, região relacionada aos sentimentos de
medo, ansiedade e autocensura.
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Sendo um agente inalatório, o Óxido Nitroso tem sua
maior aplicação na área médica e na odontologia.
Administrado juntamente com o Oxigênio, possui
efeito analgésico e sedativo.
Óxido nitroso
O óxido nitroso é emitido por bactérias no solo e oceanos, e é,
portanto, uma parte da atmosfera da Terra. A agricultura é a
principal fonte de óxido nitroso produzido pelo homem:
cultivar o solo, o uso de fertilizantes nitrogenados, e tratamento
de resíduos animais podem estimular naturalmente bactérias a
produzirem mais óxido nitroso.
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O óxido nitroso reage com o ozônio na estratosfera. O
óxido nitroso é o principal regulador natural do ozônio
estratosférico. O óxido nitroso é um dos principais gases
do efeito estufa.
Óxido nitroso
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Aspectos toxicológicos de Nitratos e Nitritos
Nitritos são compostos químicos liberados por alguns tiposde bactérias, sal ou éster do ácido nitroso (HNO2) ou ânion delederivado. A sua fórmula química é NO2- enquanto a fórmula doNitrato é NO3−.
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Os nitratos e nitritos são comumente usados comoconservantes e colorantes para laticínios, carne, bacon,embutidos e alguns derivados de peixe.
Aspectos toxicológicos de Nitratos e Nitritos
Os aditivos nitritos e nitratos de sódio e potássio possuem a
função de conservadores impedindo o crescimento e formação
de esporos por bactérias anaeróbicas, principalmente
o Clostridium botulinum.
Esses aditivos fornecem ainda a coloração rosada
característica de alguns alimentos cárneos processados.
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Em termos toxicológicos o nitrito caracteriza-se como o
responsável pela maioria dos casos de contaminação
alimentar, sendo mais tóxico que o nitrato.
Alguns sintomas da intoxicação alimentar por nitritos são
falta de ar e mudança da coloração da região dos lábios e
ponta dos dedos, que ficam arroxeados.
Aspectos toxicológicos de Nitratos e Nitritos
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Defeitos congênitos
Defeitos de nascimento pode ocorrer se uma mulher grávida é
exposta a altos níveis de nitratos e nitritos. Retardo de crescimento
intrauterino, defeitos cardíacos e defeitos do sistema nervoso
podem ocorrer, de acordo com a Agência de proteção ambiental dos
Estados Unidos.
Fetos expostos a nitritos durante a gravidez pode deixar o recém-
nascido mais vulnerável a síndrome da morte súbita infantil após o
nascimento e tumores cerebrais na infância.
Aspectos toxicológicos de Nitratos e Nitritos
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Toxicocinética
No estômago, a ação do HCl induz a transformação do nitratro
em nitrito e consequentemente em NITROSAMINAS, pela
ação de bactérias da flora normal, essas substâncias formadas
possuem caráter carcinogênico por isso o contato com grandes
quantidades de nitritos e nitratos não é adequada.
Aspectos toxicológicos de Nitratos e Nitritos
Níveis altos de nitrato nos alimentos ou na
água de bebida prejudicam o transporte de
oxigênio no sangue, especialmente em
crianças, devido à metemeglobinemia.
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Como agem:
Eles são agentes desaminantes que têm o potencial de modificar o DNA
das células, ou seja, mutagênico e, em algumas referências, teratogênico.
São responsáveis pelo câncer de estômago e do esôfago.
Em carnes, por exemplo, a quantidade de nitrito adicionado deve ser de no máximo 0,015g por 100g de alimento, e de nitrato de no máximo 0,03g por 100g.
Aspectos toxicológicos de Nitratos e Nitritos
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Cianetos
Características;
Ponto de Ebulição;
Ocorrência.
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Ácido Cianídrico
Descoberto em 1782 pelo químico sueco Scheele;
Características;
Reatividade;
Letalidade.
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Farmacologia de alguns medicamentos nitrogenados Metformina
Fórmula Molecular
Mecanismo de ação
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Diazepam
Fórmula Molecular
Mecanismo de ação
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Isoniazida
Fórmula molecular
Mecanismo de ação
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