Fertilizantes são empregados na agricultura para melhorar a produtividade agrícola e atender à demanda crescente por alimentos, decorrente do aumento populacional. Porém, o uso de fertilizantes leva a alterações nas características do solo, que passa a necessitar de correções constantes. No Brasil, o nitrogênio é adicionado ao solo principalmente na forma de ureia, , um fertilizante sólido que, em condições ambiente, apresenta um cheiro muito forte, semelhante ao da urina humana. No solo, a ureia se dissolve e reage com a água conforme a equação Parte do nitrogênio, na forma de íon amônio, se transforma em amônia, conforme a equação Parte do nitrogênio permanece no solo, sendo absorvido através do ciclo do nitrogênio. a) Na primeira semana após adubação, o solo, nas proximidades dos grânulos de ureia, torna-se mais básico. Considerando que isso se deve essencialmente à solubilização inicial da ureia e à sua reação com a água, explique como as características dos produtos formados explicam esse resultado. b) Na aplicação da ureia como fertilizante, ocorrem muitos processos que levam à perda e ao não aproveitamento do nitrogênio pelas plantas. Considerando as informações dadas, explique a influência da acidez do solo e da temperatura ambiente na perda do nitrogênio na fertilização por ureia.

Questão 17 (3º dia) da 2ª fase da UNICAMP 2018

3º dia · Química

Fertilizantes são empregados na agricultura para melhorar a produtividade agrícola e atender à demanda crescente por alimentos, decorrente do aumento populacional. Porém, o uso de fertilizantes leva a alterações nas características do solo, que passa a necessitar de correções constantes. No Brasil, o nitrogênio é adicionado ao solo principalmente na forma de ureia, \ce{(NH2)2CO}, um fertilizante sólido que, em condições ambiente, apresenta um cheiro muito forte, semelhante ao da urina humana. No solo, a ureia se dissolve e reage com a água conforme a equação

\ce{(NH2)2CO(s) + 2H2O(aq) -> 2NH4+(aq) + CO3^2-(aq)}.

Parte do nitrogênio, na forma de íon amônio, se transforma em amônia, conforme a equação

\ce{NH4+(aq) + H2O(aq) -> NH3(aq) + H3O+(aq)}.

Parte do nitrogênio permanece no solo, sendo absorvido através do ciclo do nitrogênio.

a) Na primeira semana após adubação, o solo, nas proximidades dos grânulos de ureia, torna-se mais básico. Considerando que isso se deve essencialmente à solubilização inicial da ureia e à sua reação com a água, explique como as características dos produtos formados explicam esse resultado.

b) Na aplicação da ureia como fertilizante, ocorrem muitos processos que levam à perda e ao não aproveitamento do nitrogênio pelas plantas. Considerando as informações dadas, explique a influência da acidez do solo e da temperatura ambiente na perda do nitrogênio na fertilização por ureia.

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Resposta esperada

Resposta esperada pela FUVEST

a) Na solubilização da ureia (equação 1), formam-se íons amônio e carbonato. As subsequentes hidrólises desses íons (equações 2 e 3) levam à formação de \ce{H3O+} e \ce{OH-}, respectivamente.

$\ce{(NH2)2CO(s) + 2H2O(aq) -> 2NH4+(aq) + CO3^{2-}(aq)}$ equação 1
\ce{NH4+(aq) + H2O(aq) -> NH3(aq) + H3O+(aq)} equação 2
\ce{CO3^{2-}(aq) + H2O(aq) -> HCO3-(aq) + OH-(aq)} equação 3

Como o solo se torna básico, isso significa que a hidrólise do carbonato ocorre em maior extensão do que a hidrólise do íon amônio.

b) A perda do nitrogênio adicionado ao solo depende de vários fatores, entre eles a acidez do solo e a temperatura.

Acidez do solo: De acordo com a equação 2, um aumento da acidez do solo favorece uma maior formação de \ce{NH4+} e uma menor formação de \ce{NH3}. Do ponto de vista químico, é a amônia que se perde por volatilização. Portanto, um aumento da acidez do solo levaria a uma diminuição da perda do nitrogênio da fertilização por ureia.

Temperatura ambiente: quanto maior a temperatura ambiente, maior a temperatura do sistema solo. Os efeitos disso são: 1) gases, como a amônia, tornam-se menos solúveis com o aumento da temperatura, o que leva a maiores perdas por gaseificação; 2) a elevação da temperatura leva a uma evaporação maior da água, diminuindo a disponibilidade desse solvente e favorecendo a eliminação de amônia; 3) o texto informa que a ureia apresenta cheiro forte, de onde se conclui que ela sublima com facilidade, e essa sublimação é maior em maiores temperaturas, aumentando as perdas.

Observações: há outras formas de explicações envolvendo os íons amônio e carbonato no item a; sobre a influência da temperatura no item b, bastava uma exemplificação.

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Questão 17 no caderno da 2ª fase da UNICAMP 2018