conceptos y definiciones

FACTORES
Química: ciencia que estudia las propiedades, composición y cambios que se dan en todo lo que tiene peso y ocupa un lugar en el espacio.
Química Orgánica: Estudia la materia que esta compuesta de carbono.
Materia: Es todo lo que tiene masa, inercia y ocupa un lugar en el espacio.
Masa: Es la medida de la cantidad de materia de todo lo que hay en la naturaleza; La masa es constante, no cambia por el lugar donde se encuentre.
Peso: Es la acción de la fuerza de gravedad sobre la masa del objeto observado según el lugar donde se encuentren
Propiedades físicas y químicas: físicas son aquellas que pueden observarse sin que cambien la composición de la materia y las químicas son aquellas en las que debe cambiar la composición para que se puedan observar.
Cambio o fenómeno físico: es cuando la estructura molecular de una sustancia no se modifica después de aplicarle alguna forma de energía o sus cualidades no cambian.
Cambio o fenómeno químico: es cuando se forma una nueva sustancia con características diferentes al material original.
Temperatura: es la medida de la intensidad de la energía térmica que tiene un sistema.
Densidad: Es la relación entre la masa y el volumen ocupado por dicha masa. También se define como masa por unidad de volumen.
El átomo: es la partícula más pequeña de materia que puede reaccionar químicamente.
Núcleo; Parte central del átomo formada por protones y neutrones contiene casi toda la masa del átomo.
Protones: Partícula con cargada negativamente.
Neutrón: Partícula sin carga eléctrica.
Electrón: Partícula atómica cargada negativamente.
Principio de exclusión de Pauli; dos electrones en un átomo no pueden tener cuatro números cuánticos iguales.
Elemento: Un elemento es una sustancia que está formada por una sola clase de átomos.
Metales: Están ubicados al lado izquierdo de la tabla periódica son sólidos a la temperatura ambiente exceptuando al mercurio son buenos conductores de la electricidad y el calor, son maleables, dúctiles la mayoría tienen densidad alta y se combinan con los no metales.
No métales: Se encuentran del lado derecho de la tabla periódica son malos conductores de la electricidad y el calor, son poco dúctiles y maleables tienen baja densidad y se combinan con los metales.
Metaloides: Tienen propiedades intermedias entre los metales y los no metales son semiconductores del calor y la electricidad.
Períodos: Son las filas horizontales, se numeran del uno al siete.
Grupos o Familias: Son las columnas de los elementos que se encuentran juntos en una vertical.
Masa o Peso atómico: se usa para calcular el número de neutrones del átomo de un elemento.
Electrón de valencia: Son los que ocupan o se encuentran el más alto nivel principal o último nivel de energía.
Propiedades Periódicas: Son propiedades que se repiten aumentando o disminuyendo a lo largo de un grupo o período estas propiedades están relacionadas con la estructura electrónica.
Ion: Es un átomo que ha perdido o ganado electrones y por lo tanto tiene carga. Cuando el átomo pierde electrones se llama Catión que es un ion positivo. Cuando el átomo gana electrones forma Aniones que es un ion negativo.
Energía potencial o de ionización: Es la energía requerida para retirar un electrón de un átomo o de un ion.
Afinidad Electrónica: Es la energía que libera un átomo para ganar un electrón.
Electronegatividad: Es la medida sobre la base de la cual se hacen los enlaces químicos, se define como la fuerza de atracción que un átomo de un elemento presenta hacia los electrones que se comparten una molécula.
Valencia; Se define como la capacidad de combinación que tienen los elementos.
Enlace Iónico: es el resultado de atracciones electrostáticas entre los iones.
Enlace Covalente: Es un enlace caracterizado porque los átomos implicados en el enlace comparten electrones.
Enlace Covalente Sigma y Covalente Pi: El primero se da cuando dos átomos iguales comparten dos átomos que pueden estar en orbitales S o P en una superposición frontal; la superposición lateral de dos orbitales P forman un enlace Pi es un enlace más débil que el de sigma.
Masa Molar: es la masa de un mol de moléculas.
Fórmula Empírica: Es la fórmula más sencilla de un compuesto. La fórmula empírica es la relación más sencilla de los números enteros de los átomos de cada elemento que forman un compuesto.
Fórmula Molecular: Esta fórmula expresa la composición real de un compuesto se puede calcular a partir de la formula empírica o mínima si se conoce la masa molar.
El Mol: Es una unidad de cantidad de sustancia y es igual a 6.022*1023 átomos o moléculas, Se define el mol como la cantidad de sustancia que contiene el mismo número de unidades fórmula como átomos hay exactamente en 12 gramos de carbono 12.
Reacción química: Se produce una reacción química cuando hay un cambio en la composición de las sustancias con las que se experimenta.
Reacción de combinación o síntesis: Ocurre cuando dos o más elementos o compuestos reaccionan para producir un compuesto nuevo.
Reacción de descomposición. En la descomposición un compuesto de divide, rompe o reacciona para formar dos elementos o dos o más compuestos.
Reacción de sustitución única, reemplazo o desplazamiento: En este tipo de reacción un elemento se une a un compuesto, el elemento ocupa el lugar de uno de los elementos en el compuesto.
Reacción de doble sustitución o metátesis: En esta clase de reacción se forman dos nuevos compuestos.
Estequiometría: Estudia las relaciones cuantitativas que se presentan en las reacciones.
Presión: se define como la fuerza por unidad de área o la fuerza ejercida sobre un cuerpo por unidad de área.
Ley de Boyle: A temperatura constante, el volumen v que ocupa una muestra de un gas es inversamente proporcional a la presión p.
Ley de Charles: A presión constante el volumen que ocupa una muestra de gas es directamente proporcional a su temperatura en grados kelvin.
Ley de Gay-Lussac: A volumen constante, la presión que ejerce una masa fija de gas es directamente proporcional a la temperatura en grados kelvin.
Ley de las presiones parciales: la presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales que ejerce cada gas.
Ley de Avogadro: Volúmenes iguales de cualquier gas a la misma presión y temperatura contienen el mismo número de moléculas o moles
Cifras significativas: Al conjunto de dígitos con el que se expresa la medida, incluyendo el dígito afectado por la incertidumbre, se le conoce como cifra significativa.
Punto de Ebullición: Es la temperatura a la cual una sustancia pasa del estado liquido al estado gaseoso.
Punto de fusión: Es la Temperatura a la cual una sustancia pasa del estado sólido al estado liquido
Ley de la conservación de la materia: La materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma.
Ecuación Balanceada: Siempre debe tener el mismo número de átomos a ambos lados de la ecuación.
Ley de la conservación de la energía: La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.
Solvente: Es la sustancia que se encuentra en mayor proporción, es decir es la fase dispersante.
Soluto: Es la sustancia que se encuentra en menor proporción, Constituye la fase dispersa.
Solvatación: Cuando se forma una solución, las moléculas del solvente envuelven a las del soluto o solutos e impiden que vuelvan a unirse.
Solubilidad: Es la propiedad que tienen las sustancias de poder formar un sistema homogéneo con un solvente.
Normalidad: Es la unidad que relaciona el número de equivalentes gramo o equivalentes químicos de un soluto con la cantidad de solución en litros.

lago texcoco mexico

Proceso de Texcoco
Alberto Urbina del Raso, Ingeniero Químico
A principios de la década de 1940, la industrialización en México había alcanzado un desarrollo primitivo. En 1943 se creó una compañía cuyo interés primordial era la fabricación de sosa cáustica, NaOH, a partir de sales disueltas en el lago de Texcoco (aledaño a la ciudad) por lo que se llamo “SOSA TEXCOCO”.
El llamado “VASO DE TEXCOCO” esta impregnado de sales de sodio que se encuentran primordialmente como cloruro, NaCL, carbonato, Na2CO3, y bicarbonato, NaHCO3. La concentración salina del lago era tan alta que, en tiempo de secas, aparecían sobre el suelo unas florescencias llamadas “TEQUESQUITE”, que fueron utilizadas por los aztecas para cocer y condimentar los alimentos, así como para el aseo
La idea original que era aprovechar el terreno de Texcoco para cultivo, resulto imposible por la enorme salinidad que presenta, además no era factible desechar las sales al desagüe, pues se hubiera contaminado todo el valle aledaño (del Mezquital). Por ello, pensó que tal riqueza natural de sales podría ser aprovechada con propósitos industriales. En 1938 se intento por primera vez el aprovechamiento del área tequesquitosa. La empresa fracaso debido a las variaciones de la materia prima, a lo difícil que resulto deshacerse de la arcilla que acompaña al Tequezquite y algunos defectos en el diseño de la plata.
Una vez concentrada la salmuela, es posible separar las sales de la disolución, pero ¿Cómo? El proceso ideado por Maldinaveitia, director entonces de las investigaciones del instituto de la química en la UNAM, aprovecho la baja solubilidad del bicarbonato en presencia del cloruro de sodio.
NaHCO3 (S) + H2O (I) Na+ (ac) + HCO3 - (ac)
Disminuye en cuanto aumenta la concentración del ion na+ la razón es que la constante del producto de la solubilidad K ps = [Na+] [HCO] siempre se toma el mismo valor, y si existe ion disuelto, o sea tiende a desplazarse hacia el reactivo, en este caso se le llama efecto ion común.
Para empezar, se lleva acabo la “carbo natación” en una reaccion en la que la solución recibe el burbujeo de CO2 obtenida al quemar piedra caliza:
CaCO3 CaO + CO2

El caracol. Las aguas del lago de Texcoco siguen siendo aprovechadas hoy para obtener carbonato de sodio. Como primer paso, la industria Sosa Texcoco emplea un enorme evaporador solar, ¡de 800 hectáreas!, Que concentra en sales las aguas extraídas del subsuelo. (Foto tomada del artículo "un caracol gigante permanece activo", ICYT, núm. 136, enero de 1988, p.47. cortesía del ingeniero Alberto Urbina del Raso.)

Cocaína
La cocaína es una droga estimulante del sistema nervioso central, concretamente del sistema dopaminérgico. Su fórmula química es C17H21NO4
Se extrae de la hoja de coca, una planta originaria de Sudamérica y es usada por los indígenas para combatir el hambre, el mal de altura, el dolor estomacal y otras dolencias.
La cocaína es un estimulante adictivo que afecta directamente al cerebro. La cocaína ha sido llamada la droga de los ochenta y noventa por su gran popularidad y uso durante esas décadas. Sin embargo, la cocaína no es una droga nueva. En realidad, es una de las drogas más antiguas. La sustancia química pura, el clorhidrato de cocaína, se ha venido usando por más de 100 años, mientras que las hojas de la cocaína se han ingerido por miles de años.
A mediados del siglo diecinueve, se extrajo por primera vez la cocaína pura de la hoja de la planta Erytroxilon, que crece principalmente en Perú y Bolivia. A principios del siglo veinte, la cocaína se convirtió en el ingrediente principal en la mayoría de los tónicos y elixires que se crearon para tratar numerosas enfermedades, incluyendo la Coca-Cola y el Vin Mariani. En la actualidad la cocaína es una droga clasificada bajo la Lista II en Estados Unidos ("Schedule II"), lo que significa que se considera que hay un gran potencial para su abuso, pero que puede ser administrada por un médico para usos médicos legítimos, como por ejemplo, anestesia local para ciertos tipos de cirugías de los ojos, oídos y garganta.
Básicamente hay dos formas químicas de la cocaína: las sales y los cristales de cocaína (como base libre). El clorhidrato, la forma más común del polvo de cocaína, se disuelve en agua, y cuando se abusa, puede ser usada en forma intravenosa (en la vena) o intranasal (por la nariz). La base libre se refiere a un compuesto que no ha sido neutralizado por ácido para producir la sal correspondiente. Esta forma de la cocaína se puede fumar, ya que no se descompone como si lo hace el clorhidrato.

La cocaína usualmente se vende en la calle en forma de un polvo blanco, fino y cristalino que se conoce como "coke" o coca, "C", "snow" (nieve), "flake" (copo) o "blow" (golpe). Los traficantes generalmente la mezclan con otras sustancias, tales como maizena, talco y/o azúcar; o con ciertas drogas como la procaína (un anestésico local de estructura química parecida), o con otros estimulantes, como las anfetaminas. También se vende en una forma llamado "crack", roca, y basuco (en Colombia y el Caribe), en forma de piedritas blancos o amarillos procesado con amonia o bicarbonato de sodio, que generalmente se fuma en pipa de vidrio. Ese forma es muy popular en las clases media y baja y causa más adicción que la forma cristalina.
Los efectos son inmediatos y consisten en una elevación de la autoestima y la confianza en uno mismo, acompañado de una gran locuacidad, excitación (pudiendo llegarse a la extrema irritabilidad). El efecto dura relativamente poco tiempo (unos 30-60 minutos) y en cuanto empieza a declinar el sujeto experimenta ansiedad por recibir otra dosis. A largo plazo, su uso descontrolado produce adicción, desórdenes mentales y muerte, bien sea por efectos físicos directos, suicidio, o accidentes.
Novocaína o Procaína
Procaína, anestésico local, conocido por su nombre comercial Novocaína, que se utiliza en odontología y cirugía. El clorhidrato de procaína, término correcto para designar este alcaloide, fue sintetizado por primera vez en 1905 y sustituyó con rapidez a la cocaína ya que es más fácil de sintetizar y esterilizar, su acción es más breve, no produce adicción y es de cuatro a seis veces menos tóxico. La procaína, al igual que otros anestésicos locales como la tetracaína, actúa como un dispositivo de bloqueo nervioso, interrumpiendo la generación y conducción de los impulsos nerviosos para el dolor. En odontología permite efectuar extracciones dentales sin dolor. En la cirugía menor se suele utilizar junto con un fármaco vasoconstrictor que limita el flujo de sangre.
También se emplea en obstetricia y en ocasiones para aliviar el dolor lumbar. En la actualidad la procaína ha sido reemplazada en gran parte por otros anestésicos como la lidocaína. Algunos individuos son hipersensibles a la procaína, y cuando se inyecta debajo de la piel se produce una urticaria.
La fórmula química de la procaína es C13H20O2N2HCl.
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Xilocaina o Clorhidrato de lidocaína
El clorhidrato de lidocaína es un anestésico local que se utiliza tanto por vía endovenosa como subcutánea, en dependecia de su forma de presentación, con o sin preservo respectivamente. La determinación de la concentración de clorhidrato de lidocaína en el inyectable se realiza mediante un método anhidrovolumétrico que requiere un gasto considerable de reactivo de importación. Para racionalizar esta técnica, se realizaron ensayos preliminares en los cuales se varió el volumen de extrayente y el número de extracciones. Los mejores resultados se obtuvieron con 10 mL de cloroformo en 3 extracciones, lo que permitió un ahorro aproximado del 70 % de este solvente.
Descriptores DeCS: LIDOCAINA/análisis; QUIMICA FARMACEUTICA/métodos; DISEÑO DE DROGAS; INYECCIONES.
El clorhidrato de lidocaína (figura 1) es uno de los inyectables que se produce actualmente en la Empresa de Productos Biológicos "Carlos J. Finlay". En el Laboratorio de Aseguramiento de la Calidad se realizaron los ensayos cualitativos y cuantitativos, según el Procedimiento Normalizado de Operación (PNO) para este inyectable:
- Comprobación de las características organolépticas. - Identificación de lidocaína. - Identificación de cloruros. - Identificación de parabenos. - Determinación del contenido mínimo de inyectable envasado. - Determinación de pH. - Determinación de la concentración de clorhidrato de lidocaína.

FIGURA 1. Fórmula estructural del clorhidrato de lidocaína
Este último ensayo se realiza mediante un método anhidrovolumétrico basado en la valoración del nitrógeno como base en un medio protogénico de ácido acético,2 el cual requiere un gasto considerable de solvente orgánico para la extracción del principio activo del medio acuoso, por lo que el objetivo de este trabajo consiste en la racionalización de la técnica, con el propósito de disminuir las extracciones y el volumen del solvente.
La determinación de la concentración de clorhidrato de lidocaína en el producto final, con o sin preservo, se realiza actualmente según lo establecido en el Procedimiento Normalizado de Operación 3.02.024.94. de la Empresa de Productos Biológicos "Carlos J. Finlay". De acuerdo con el diagrama de flujo (figura 2) se efectuaron los ensayos preliminares para reducir de 20 a 10 mL el volumen de cloroformo y de 5 a 2 el número de extracciones.2
Para evaluar la concentración del clorhidrato de lidocaína se emplea como valorante una solución de ácido perclórico 0,1 mol/L disuelto en ácido acético glacial, el cual debe ser previamente valorado. Para el cálculo de dicha concentración se utiliza la expresión siguiente:
C = (Vm B Vb) * f * 28,88 (%) 50
donde:
Vm = volumen de solución de ácido perclórico 0,1 mol/L consumido por la muestra (mL).
Vb = volumen de solución de ácido perclórico 0,1 mol/L consumido por el blanco (mL).
f = factor de la solución de ácido perclórico.
28,88 = deciequivalente de clorhidrato de lidocaína.
50 = factor para el cálculo.
Esta determinación se realiza por triplicado.
El comportamiento de la técnica al realizar estas variantes fue similar en los casos de 3, 4 y 5 extracciones, independientemente del volumen de cloroformo utilizado, no así en el caso de 2 extracciones. En todos los casos se obtuvieron concentraciones dentro del límite de aceptación del producto (1,8 a 2,2 %). Teniendo en cuenta estos resultados se seleccionó el régimen de extracción más rápido y económico.
Proceso de Solvay
Para Ernest Solvay proceso comercial para la fabricación del carbonato de sodio (soda de lavado). El bióxido del amoníaco y de carbono se pasa en una solución saturada del cloruro de sodio para formar el carbonato soluble del hidrógeno del amonio, que reacciona con el cloruro de sodio a si el cloruro soluble del amonio de la forma y un precipitado del carbonato del hidrógeno del sodio (bicarbonato de sodio) la temperatura se mantiene debajo de 15°C. El carbonato del hidrógeno del sodio se filtra apagado y se calienta para producir el carbonato de sodio.
Sosa comercial, término aplicado al carbonato de sodio (Na2CO3). Es un polvo blanco con fuertes propiedades alcalinas, con una densidad relativa de 2,35 y un punto de ebullición de 851 ºC. Se encuentra en la naturaleza en los estratos de sal y también disuelto en las aguas de lagos interiores, llamados lagos de sosa. Se fabrican varias formas hidratadas de carbonato de sodio; las más importantes son: el decahidrato (Na2CO3·10H2O), llamado sosa de blanquear, y en monohidrato (Na2CO3·H2O), denominado carbonato de cristal.
El carbonato de sodio se solía obtener de las cenizas de las algas y se conocía como cenizas de sosa, pero su consumo no se extendió hasta que el químico francés Nicolás Leblanc inventó un método, llamado proceso Leblanc, para la obtención del compuesto a partir de la sal de mesa, el cloruro de sodio. El proceso Leblanc fue superado por el proceso Solvay, mucho menos costoso, que inventó el químico belga Ernest Solvay al tratar de utilizar el amoníaco obtenido como subproducto en la industria del coque. En este último proceso, el cloruro de sodio se trata con amoníaco gas y luego con dióxido de carbono, formándose bicarbonato de sodio (NaHCO3) y cloruro de amonio. El precipitado de bicarbonato de sodio se filtra y se separa de la disolución de cloruro de amonio, para secarse y calentarse posteriormente, consiguiéndose el carbonato de sodio. Sin embargo, cada vez es más frecuente obtener este compuesto de fuentes naturales, como los lagos de sosa, en vez de sintetizarlo mediante el proceso Solvay.
El carbonato de sodio se emplea en la fabricación de artículos de vidrio y cerámica, en la elaboración de papel a partir de la madera de los árboles y para hacer jabón. También se utiliza en el refinado del petróleo, como ablandador del agua, agente limpiador y desengrasante en detergentes, y para producir otros compuestos de sodio como el hidróxido de sodio.
ÁCIDOS.
NOMBRE
FÓRMULA
PRESENTE EN
ÁCIDOS
Ácido acético
HC2H3O2
Vinagre
Ácido acetilsalicílico
HC9H7O4
Aspirina
Ácido ascórbico
H2C6H6O6
Vitamina C
Ácido cítrico
H3C6H5O7
Jugo de limón y de otros cítricos
Ácido clorhídrico
HCI
Jugos gástricos (líquidos digestivos del estómago)
Ácido sulfúrico
H2SO4
Pilas
BASES
NOMBRE
FÓRMULA
PRESENTE EN
Bases
Amoníaco
NH3
Limpiadores domésticos(solución acuosa)
Hidróxido de calcio
Ca(OH)2
Cal apagada (utilizada en construcción)
Hidróxido de magnesio
Mg(OH)2
Lechada de magnesio(antiácido y laxante)
Hidróxido de potasio (también llamado potasa cáustica)
KOH
Jabón suave
Hidróxido de sodio
NaOH
Limpiadores de tuberías y hornos

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¿Qué es un ciclo?
Un ciclo es un proceso en círculo, su etapa final se une con la inicial, desprendiendo integrando materiales en cada una de sus partes.
De alguna manera, un material es común en todas las etapas, o simplemente se transforma pero se vuelve a producir dentro del mismo proceso. Durante estos ciclos el elemento pasa por distintas geósferas.
Ciclos Biogeoquímicos.
Estos ciclos son ocho: ciclo del carbono, ciclo del nitrógeno, ciclo del agua, ciclo del fósforo, ciclo de azufre.
Ciclo del Carbono.
El elemento de carbono es el principal constituyente de los seres vivos. El carbono se encuentra en la atmósfera de anhídrido carbónico o dióxido de carbono, es tomado por las plantas y junto con el agua absorbida a través de las raíces, es convertido en material orgánico pasando a su componente de los seres vivos ya sean de las mismas plantas o de los consumidores primarios o secundarios.
El carbono que no es digerido por los animales es expulsado en las excreciones, cayendo al ambiente donde actúan las bacterias encargadas de descomponerlas nuevamente. La parte digerida sufre modificaciones, se da el proceso de respiración, que no es otra cosa que la combinación de éstos compuestos con el oxígeno ( una combinación), generando nuevamente, el anhídrido carbónico que es expulsado hacia la atmósfera, dispuesto a ser admitido nuevamente en el proceso de fotosíntesis.
El carbono también se encuentra en los compuestos, componentes de estos procesos, tanto en la materia orgánica, que se descompone en la respiración como en la formada durante la fotosíntesis.
Gráfica de Carbono
Proceso respiratorio
Catalizadores
Materia orgánica + O2 ------------------------- O2 + H2O + Energía
(Carbono e
Hidrógeno)
Proceso fotosintético
CO2 + H2O --------------------------- C6H12O6 (materia inorgánica) + O2
Catalizadores
La presencia del elemento carbono en estos dos procesos vitales lo ubica como un elemento indispensable en las transformaciones energéticas(metabolismo) que ocurren en todos los seres vivos.
Ciclo del Oxigeno.
El oxígeno pasa al estado orgánico:
Por la función clorofiliana que sintetiza los hidratos de carbono, todos los cuales llevan oxígeno.
Vuelve al estado inorgánico en forma de oxígeno por la función clorofílica, y en forma de CO2 por la respiración de animales, plantas y la descomposición de restos orgánicos.
El oxigeno es el elemento biogenesico mas importante . El oxigeno se encuentra en el protoplasma en una cantidad promedio del 62 % , mientras que en la atmósfera solo entra en una proporción del 20 % .
El oxigeno atmosférico o disuelto en las aguas es expirado por los organismos devolviéndolo al medio ambiente mediante procesos oxidativos, mas o menos complejos, en forma de anhídrido carbónico o agua.
Ciclo del Nitrógeno.
El nitrógeno es un importante componente de proteínas y numerosos compuestos orgánicos.
El nitrógeno se encuentra en la atmósfera en forma de elemento gaseoso(N2) y lo toman las bacterias fijadoras de este elemento y los transforman en amoníaco (NH3) y sales de amonio (NH4+) que pasan a constituir la capa orgánica del suelo(humus), de aquí se incorporan a las plantas a través de su metabolismo. Estas plantas constituyen un eslabón de una cadena alimenticia, lo que permite que el nitrógeno se incorpore a otros seres vivos.
Parte es excrementado por ellos, y el resto cuando llega el final de la vida en ese ser. Las bacterias descomponedoras se encargan de devolver este material al ambiente, para entrar a formar parte nuevamente de los procesos metabólicos de las plantas, o regresarlo a la atmósfera como nitrógeno gaseoso.
Ciclo del Agua.
El agua se evapora de la superficie terrestre a la hidrosfera y pasa a formar parte de los gases contenidos en la atmósfera; pasa como humedad. Llega un momento en que la acumulación de vapor de agua es bastante elevada y con la disminución de la temperatura ayudada con la presencia de núcleos de condensación se produce el paso de gas a líquido. Con esta acumulación, se forman las nubes y el paso del agua es elevado, se precipita; lo que puede hacer en forma de lluvia, nieve o granizo.
Al caer se incorpora a las masas de agua que constituyen la hidrosfera, se desplaza hacia ríos, mares, pozos o manantiales, de cualquier forma volverá a evaporarse para nuevamente cumplir el ciclo.
Ciclo del Fósforo.
El fósforo se encuentra en la naturaleza en forma de fosfatos, que son rocas con más de 20% de anhídrido fosfórico y composición mineral variada que se encuentran en yacimientos.
El agua penetra las rocas, se desliza y gasta la superficie, arrastrando diferentes minerales disueltos y en suspensión, los cuales suelen ser fosfatos, sulfatos, calcio, magnesio y otros, necesarios para el desarrollo de plantas y animales.
El fósforo de las células vivas es tomado por las plantas como fosfato inorgánico y transformado en compuestos orgánicos. Los animales lo toman como fosfato inorgánico del agua y como fosfatos orgánicos e inorgánicos de sus alimentos.
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¿Qué es una Industria?
Podemos definir industria como aquel conjunto de actividades que conducen a la transformación de las materias primas con el fin de producir bienestar al hombre y por medio de esto lograr una importante riqueza.
La industria primaria es la que se encarga de extraer y procesar muchos recursos para ser utilizados por la pequeña y mediana industria.
Industria Química.
La industria química de un país comprende las instalaciones y laboratorios dedicados a la fabricación de materias básicas y subproductos por procesos predominantemente químicos.
Por consiguiente, cabe distinguir dos tipos de industria químicas: las especializadas, destinadas a elaborar productos básicos como: cloro, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, hidróxido de sodio, etc y las corrientes que utilizan dichas materias primas para la obtención de una variada gama de subproductos de uso generalizado como: perfumes, cremas, jabones, detergentes, tintas, pinturas, drogas, combustibles, plásticos, explosivos, etc.
Tipos de Industria.
Las industrias más importantes son:
Industria eléctrica.
Industria siderúrgica
Industria metalúrgica
Industria petrolera y petroquímica
Industria del reciclaje.
La Industria Eléctrica.
Es la que se encarga de producir energía eléctrica usando carbón, petróleo o agua. En Venezuela la energía eléctrica es mayormente producida utilizando el agua de los ríos, para esto es necesaria la instalación de centrales hidroeléctricas desde donde se conduce la electricidad hasta los lugares de consumo, las más importantes del país son:
La central hidroeléctrica del Hurí “Raúl Leoni” que aprovecha las aguas del río Caroní y que es la central que genera más energía eléctrica del mundo.
El complejo hidroeléctrico Uribante-Caparo (Andes) Táchira- Mérida.
La central hidroeléctrica Macagua I: aprovecha las aguas del río Caroní.
Industria Siderúrgica.
Esta industria se encarga del procesamiento y transformación del hierro.
Para la extracción del oxido ferrico (Fe2O3)se calienta en hornos, y es reducido a hierro metálico, utilizando carbón o coke para ello.
De este proceso sale la materia prima para industrias petroleras y de construcción.
Constituye un aprovechamiento de los recursos naturales del país, para la fabricación de vigas, cabillas, clavos, aceros, herramientas, carretillas, etc, utilizando el hierro como material
Los yacimientos de hierro en Venezuela se encuentran en los Estados Bolívar y Guarico.
Los principales complejos siderúrgicos en Venezuela son:
Ferrominera Oriente C. A., SIDOR, Edo. Bolívar.
Siderurgica del Turbo, SIDETUR, Edo, Lara.
C. V. G. Venezolana de Ferrosilicio C. A., Ciudad Guayana.
Industrias Metalúrgicas.
Se encargan de la extracción, procesamiento, fabricación y mercadeo de los metales en general.
Las industrias encargadas de su procesamiento son:
Venalum: Venezolana de Aluminios C. A..
Alcasa: Aluminio del Caroni S. A..
Cabel: Industria Venezolana de Cabes Eléctricos S. A.
Estas extraen el aluminio de la bauxita y lo convierten en lingotes de metal
que son procesados por otras industrias:
Proacero, Edo Zulia.
Sideroca (Siderpro), Edo Zulia.
Alcaven, Aragua, (tubos, laminas lisas y corrugadas, aleaciones especiales)
Conduven S. A.
Helvesa S. A., Barcelona, (tuberías)
Acerex, (aceros en bruto).
Metalcon, Valencia (ballestas y resortes).
Para exportación se fabrican válvulas grandes para oleoductosy acueductos
por:
Maprina, Anaco.
Petroquímica
Se encarga de la obtención del hidrocarburo o gases originados del petróleo. A continuación en el trabajo se hablara de forma extensa sobre esta rama de la industria química.
Reciclaje
En los ultimos años debido a la problemática de la basura han surgido muchas empresas de recolección, recuperación y reciclaje de desperdicios.
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Industrias Petroquímicas.
La petroquímica se encarga de la fabricación de productos químicos con aprovechamiento industrial, partiendo del petróleo y del gas natural.
Estas empresas se encuentran localizadas cerca de los campos productores de petróleo y gas, ya que así se reducen los gastos de explotación y de producción.
Estos se utilizaran como materia prima.
Los complejos petroquímicos se encuentran ubicados en el Edo. Carabobo (Morón) y en el Edo. Zulia (El Tablazo).
Productos Obtenidos:
De la industria petroquímica se logran de forma directa e indirecta, productos clasificados como:
Productos Químicos (pesticidas, herbicidas, fertilizantes)
Materias plásticas y resinas sintéticas.
Fibras sintéticas.
Cauchos sintéticos.
Detergentes sintéticos.
Productos farmacéuticos.
Explosivos.
En 1956 fue creado el instituto Venezolano de Petroquímica y su objetivo era el estudio establecimiento, operación y desarrollo de las industrias destinadas al aprovechamiento de minerales, hidrocarburos y otros productos derivados.
El Petróleo.
Es un combustible formado por carbono e hidrógeno. Tiene gran utilidad ya que de el se extraen diversos productos.
Sus propiedades físicas son: estado liquido, color oscuro, olor característico y sumamente denso, estas propiedades son variables dependiendo de su procedencia.
Los petróleos pesados o extra pesados son líquidos o semilíquidos en el yacimiento debido a la temperatura en la superficie, a menor temperatura son semisólidos. Las emanaciones naturales de petróleo (Mene) debido a las acciones externas (sol y aire)se tornan sólidas o semisólidas.
Orígenes del Petróleo.
El Petróleo se encuentra en diferentes regiones del planeta, llamadas cuencas sedimentarias, que son conocidas como yacimientos petrolíferos.
Se origina por la descomposición de compuestos orgánicos, que sufren alteraciones debidas a las temperaturas y presiones elevadas.
Es un recurso natural no renovable, ya que para que se origine tienen que pasar miles de años.
Yacimientos.
El petróleo se encuentra en cuencas sedimentarias.
Cuenca de Maracaibo, al note del país, limitada ente la Sierra de Perija, al oeste; la Cordillera de los Andes , al sur; y la Sierra Siruma, al este.
Sus principales campos petroleros son: Costanero Bolívar, San Lorenzo, Mene Grande, La Paz, La Concepción, Boscán, Tarra y Los Manueles.
Cuenca de Falcón, localizada en el norte del Edo. falcón y parte del Edo. Yaracuy. Comprende los campos petroleros: Mene de Mauroa, Hombre Pintado, Tiguaje, Cumarebo, Mene de Acosta y Abundancia.
Cuenca del Golfo de Venezuela, al noreste del país.
Cuenca de Apure, situada al suroeste, comprende San Silvestre, Silvon, Sinco, Palmita, Maporal, Caipe, Guafita y la Victoria.
Cuenca de Cariaco y la Cuenca Oriental, situada en la depresión Central Llanera, en ella se encuentran importantes campos petroleros, como el de la faja petrolífera del Orinoco.
Explotación del Petróleo.
Es el proceso de localización de los sitios donde se puede encontrar petróleo en el subsuelo.
Esto se realiza con el estudio de estratos, fallas visibles (desplazamientos de bloques) análisis de capas externas, fotografía del área por satélite del lugar, estudio de las ondas sísmicas generados por explosiones creados por técnicos, y estudios de rocas.
Perforaciones.
Por medio de este proceso se confirma la existencia del petróleo. Se realiza con una perforadora especial, que va sacando la tierra a medida que profundiza el terreno, al lograr el orificio, se introduce un tubo de cierto diámetro que soporte las paredes del orificio, se taladra hasta que se encuentre la capa de petróleo.
Producción.
Para ello son necesario dos procesos, la extracción y la refinación.
Extracción.
Se inicia colocando el ultimo revestido que cubre la profundidad del yacimiento, luego se perforan pequeños agujeros, por medio de proyectiles (cañoneo) disparados por un cañón de forma tubular, que se introduce hasta el fondo del poso y accionado desde la superficie, por medio de estos agujeros sale el petróleo hacia la superficie.
Generalmente el petróleo sale espontáneamente, o por la presión ejercida por loe estratos vecinos, de no ser así se inyecta gas en el estrato o agua comprimida, en orificios paralelos al pozo original y este ejerce una presión que lo obliga a salir.
Luego se prepara el producto mediante:
Destilación fraccionada se calienta el petróleo en una torre. Aquí se separan los componentes, de acuerdo a sus puntos de ebullición.
Craqueo o craking permite romper el material, constituido por cadenas de hidrocarburos bastante largas, para obtener productos mas livianos o gases. Se realiza a través de catalizadores. Existen dos tipos principales de craqueo:
a-. Craqueo en fase liquida
El aceite pesado se somete a craqueo por calefacción a una temperatura apropiada 475-530º y a una presión de 10-100Kg/cm2, con lo cual el material se mantiene en estado liquido. El aceite pesado se convierte en una extensión de 65-65 del aceite en volumen y con un índice de octano de 65-70. Si se intenta aumentar el rendimiento en gasolina, disminuye el índice del octano.
b-. Craqueo en fase de vapor La temperatura de craqueo es de 600º y la presión es de 4-10Kg / cm2. El material de partida puede ser gasolina., kerosén , gas-oil, pero no aceites pesados , ya que estos no
pueden evaporarse completamente.
Polimerización, en algunos procesos de refinación que se emplean para obtener gasolinas de alto octanaje, se producen considerables cantidades de hidrocarburos gaseosos , a partir de los cuales se lleva a cabo la polimerización o unión de dos o mas moléculas semejantes.
Alquilación, la alquilación parafínica con oleofinas se lleva a cabo a baja temperatura , en que la velocidad de equilibrio favorece la formación de enlace c-c mejor que la ruptura y en la presencia de catalizadores fuertemente ácidos , como ácido sulfúrico o el fluoruro de hidrógeno liquido.
Refinación.
Nuestra industria petrolera procesa especialmente crudos medianos y pesados , ya que estos constituyen un gran porcentaje de nuestra producción , como el fuel-oil , el renglón mas fuerte de nuestras exportaciones de derivados.
Las refinerías son instalaciones donde se procesa el petróleo crudo , provistas de tanques y embalses , para el suministro continuo a las plantas procesadoras.
Una vez analizado, el petróleo es refinado a través de diferentes aparatos para obtener sus derivados.
Transporte del Crudo.
El petróleo se transporta a los puertos de embarque o refinerías. Los oleoductos constituyen el medio mas Nacion de transporte terrestre del petróleo y sus derivados . También son transportados en buques-tanque. En Venezuela existen cerca de 3000 Km de oleoductos. Los Nacionaliza son
Ule- amuy , tiene una Nacional de 229,4 Km , con doble línea de tuberías y capacidad para 525.000 barriles diarios
Palmarejo de Mara - Punta Cardon cuya Nacional es de 262 Km y capacidad de 330.000 barriles por día.
Guasimito - Pamatacual , con 252,4 Km y capacidad para 60.000 barriles diarios.
Nacionalización.
* FERRALCA
* PLASTILAGO
* OXIDOR
* NITROVEN.
Aspectos Económicos.
Para nuestra economía el petróleo representa 62 % del ingreso que percibe el fisco nacional , 95 % del valor total de las exportaciones y un 25 % del producto nacional bruto.
La actividad petrolera se realiza, tanto por parte del sector privado, a través de las diferentes compañías extranjeras , y también el sector oficial por intermedio de la compañía PDVSA .
El estado venezolano, ha mostrado un especial interés por aumentar de forma agresiva la participación , de los beneficios de la industria petrolera en acuerdo al interés nacional , especialmente durante la vigencia de los regímenes democráticos.
Ha contribuido a crear en Venezuela. Un sector económico , que aparte de suministrar un importante porcentaje de empleo directo e indirecto, ha incorporado al país , niveles hasta entonces desconocidos de eficacia y dominio tecnológico.
Concentración del Crudo. Clasificación.
Desde el punto de vista químico la composición del petróleo revela un contenido de parafina, nafteno , hidrocarburos aromáticos . Su clasificación se establece de acuerdo al tipo de hidrocarburo dominante , y a la cantidad de productos volátiles , se pueden clasificar como:
a-. Crudos de base parafinica contienen hidrocarburos saturados de bajo peso molecular
b-. Crudos de base naftenica predominan hidrocarburos cíclicos saturados o naftenos
c-. Crudos de base asfáltica hidrocarburos de alto peso molecular unidos a compuestos saturados que dejan como resultado final de su proceso asfalto .
d-. Crudos de base mixta poseen proporción variable de cada tipo de hidrocarburos sin predominio de alguno en particular.
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DE EDUCACIÓN CULTURA Y DEPORTE
U. E. E. N “LUIS BELTRÁN PRIETO FIGUEROA“
DEP. DE QUÍMICA Y BIOLOGÍA
PROFESORA. JUDITH GUERRA
9º GRADO D
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
TIPOS DE INDUSTRIAS.
INDUSTRIA PETROQUÍMICA
Integrantes
Pulido , Lisbeth
Zambrano , Jeanmarie
Caracas , 07 de Junio de 2001
INTRODUCCIÓN
En esta investigación hablamos acerca de tres importantes temas , los ciclos biogeoquímicos , los tipos de industrias , y la industria petrolera.
De los ciclos biogeoquímicos podemos resaltar su importancia dentro de nuestro ambiente , estos ciclos permiten y mantienen el equilibrio ecológico en el planeta transformando los elementos a través de las etapas por las cuales estos atraviesan para cumplir su ciclo igualmente estos recorren las distintas geósferas para finalmente regresar a su medio y ser usado.
Acerca de las diferentes industrias que existen en Venezuela son un gran aporte para el desarrollo del país y la clasificación de estas depende de el tipo de energía y los materiales que utilicen. La Industria Petrolera se considera la mas importante ya que es la encargada de la producción del petróleo.
CONCLUSIÓN
Mediante los ciclos biogeoquímicos, se lleva a cabo la conservación de la materia y de la energía. Todos los seres vivos absorben energía del sol, y obtienen de la corteza terrestre sus materiales. Cada elemento es tomado del medio, pasa a tomar parte de una célula viva y finalmente vuelve al medio para ser usado.
Cada una de las industrias se desarrolla dentro de un campo especifico, a nivel privado o público, generando así empleos directos e indirectos.
La industria petrolera representa una gran apertura al mercado internacional, a demás aporta grandes ganancias al estado ya que a demás del petróleo produce combustibles y productos da la vida diaria.
BIBLIOGRAFÍA
Cosmos 9 Química
Editorial Excelencia
La Química en su Mano
Dr. H. Moreno González
Ediciones Cobo
Química 9
Lic. Maria del Pilar Rodríguez C.
Editorial Salesiana
Breve introducción a la Química
Rafael R. Leandro Mattei
Ciencias Biológicas 8º Grado
Jesús Hoyos F. y Juan Camacaro
Ediciones Eneva
Química 9º Grado
Freddy Suárez
Editorial Romor

1.LA INDUSTRIA QUÍMICA:
1.1: CONCEPTO.
1.2: ANÁLISIS DEL PROCESO QUÍMICO.
1.3: INDUSTRIAS QUÍMICAS DE INTERES.
2.DEL LABORATORIO A LA PLANTA INDUSTRIAL:
2.1: EN EL LABORATORIO.
2.2: EN LA PLANTA INDUSTRIAL.
3.DESCRIPCIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES:
3.1: ÁCIDO SULFÚRICO.
3.2: ÁCIDO NÍTRICO.
3.3: EL AMONIACO.
3.4: CLORO E HIDRÓXIDO DE SODIO.
4.VERTIDOS INDUSTRIALES Y MEDIO AMBIENTE:
4.1: LA GASOLINA
4.2: LA LLUVIA ÁCIDA.
4.3: EL EFECTO INVERNADERO.
4.4: CONTAMINACIÓN POR METALES PESADOS
4.5: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA.
-BIBLIOGRAFÍA: *Química 2º Bachillerato de Santillana.
*Química 2º Bachillerato de Editex.
*Química General e Inorgánica(2ª parte).
*Diccionario enciclopédico Sapiens.
*Enciclopedia Encarta.
1.LA INDUSTRIA QUÍMICA
1.1: CONCEPTO
Sector que se ocupa de las transformaciones químicas a gran escala. La industria química se ocupa de la extracción y procesamiento de las materias primas, tanto naturales como sintéticas, y de su transformación en otras sustancias con características diferentes de las que tenían originariamente.
Las industrias químicas se pueden clasificar en industrias químicas de base e industrias químicas de transformación. Las primeras trabajan con materias primas naturales, y fabrican productos sencillos semielaborados que son la base de las segundas. Las industrias de base están localizadas en lugares próximos a las fuentes de suministros. Un ejemplo de industria química de base es la fabricación de alcohol por fermentación de azúcares. Las industrias químicas de base toman sus materias primas del aire (oxígeno y nitrógeno), del agua (hidrógeno), de la tierra (carbón, petróleo y minerales) y de la biosfera (caucho, grasas, madera y alcaloides).
Las industrias de transformación convierten los productos semielaborados en nuevos productos que pueden salir directamente al mercado o ser susceptibles de utilización por otros sectores.
Tradicionalmente, las operaciones de la industria química se basaban en una simple modificación o en un aumento de las dimensiones de los aparatos utilizados por los investigadores en los laboratorios. En la actualidad, todo proceso químico se estudia cuidadosamente en el laboratorio antes de convertirse en un proceso industrial y se desarrolla gradualmente en instalaciones piloto, no implantándose a gran escala hasta que no queda demostrada su rentabilidad.
La transición desde el laboratorio hasta la fábrica es la base de la industria química, que reúne en un solo proceso continuo llamado cadena o línea de producción las operaciones unitarias que en el laboratorio se efectúan de forma independiente. Estas operaciones unitarias son las mismas sea cual fuere la naturaleza específica del material que se procesa. Algunos ejemplos de estas operaciones unitarias son la trituración y molienda de las materias sólidas, el transporte de fluidos, la destilación de las mezclas de líquidos, la filtración, la sedimentación, la cristalización de los productos y la extracción de materiales.
1.2: Análisis del proceso químico:
El cálculo de un proceso químico lleva consigo tres tipos de problemas que, aunque relacionados entre sí, dependen de principios técnicos completamente diferentes. El primer tipo de problemas se encuentra en la preparación de los balances de materia y energía del proceso, y en el establecimiento de las misiones que han de cumplir las diferentes partes de la instalación. El segundo tipo es la determinación de las características específicas de las instalaciones necesarias para cumplir su función. Por ejemplo, en el laboratorio, un líquido no inflamable se puede evaporar haciéndolo hervir sobre una llama descubierta, pero en la industria el mismo proceso requiere tanques metálicos de gran área que faciliten la transferencia térmica entre la fuente de calor y el líquido. El tercer tipo de problemas incluye los de la selección de aparatos y materiales, y la integración de los diferentes medios dentro de un plan coordinado. Estos tres tipos de problemas pueden designarse como problemas de proceso, operaciones básicas y problemas de cálculo de planta, respectivamente. Los problemas de proceso son en su mayoría químicos, las operaciones básicas son principalmente de tipo físico y los problemas de cálculo de planta son en gran parte mecánicos. En el diseño de un proceso industrial estos problemas no se pueden separar y tratar cada uno individualmente sin considerar los otros.
1.3: Industrias químicas de interés
Las industrias químicas de productos inorgánicos más importantes son la de fabricación del ácido sulfúrico, la industria del vidrio, la de producción de aluminio, cobre, hierro y acero, la de obtención de amoníaco y abonos nitrogenados, y la de fabricación de sosa solvay, entre otras. Las industrias químicas de productos orgánicos más importantes son la industria carboquímica, cuya materia prima es el carbón, la industria petroquímica, cuya materia prima es el petróleo, y como derivadas de éstas las industrias de los plásticos y resinas sintéticas, y las de fabricación de detergentes.
2: DEL LABORATORIO A LA PLANTA INDUSTRIAL
2.1: EN EL LABORATORIO
Se suele limitar a la investigación básica.
Las cantidades utilizadas de reactivos son pequeñas.
Los valores de energía, presión y temperatura son moderados.
Los procesos químicos se efectúan en régimen discontinuo.
No suele hacerse el reciclado de reactivos en exceso.
Los equipos auxiliares del proceso químico no suelen ser grandes ni demasiado complicados.
Los problemas de seguridad son menores.
El impacto ambiental es relativamente pequeño y fácil de controlar.
2.2: EN LA PLANTA INDUSTRIAL
El fin último es obtener beneficios o satisfacer alguna necesidad nacional.
Las materias primas y los productos intervienen en grandes cantidades.
Los valores de energía, presión y temperatura son elevados.
Los procesos químicos se efectúan en régimen continuo.
Las exigencias económicas, ecológicas y de seguridad hacen que se recicle lo máximo posible materias sobrantes y subproductos.
Los sistemas auxiliares requieren personal experto.
Las cuestiones de seguridad adquieren proporciones gigantescas.
El impacto ambiental es un factor que condiciona cada día mas la industria química.
3: DESCRIPCIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES
3.1: ÁCIDO SULFÚRICO
Actualmente se utilizan dos procesos para obtener ácido sulfúrico. En las etapas iniciales ambos requieren el uso de dióxido de azufre, que se obtiene quemando piritas de hierro, FeS2, o azufre, en aire. En el primer proceso, denominado método de las cámaras de plomo, la reacción se lleva a cabo en grandes torres de ladrillos recubiertas de plomo. En estas torres, reaccionan dióxido de azufre gaseoso, aire, vapor de agua y óxidos de nitrógeno, produciendo ácido sulfúrico en forma de gotas finas que caen al suelo de la cámara. Casi todos los óxidos de nitrógeno se recuperan del gas que sale y se vuelven a introducir en la cámara para ser utilizados de nuevo. El ácido sulfúrico producido de esta forma, y el ácido etiquetado, sólo contienen de un 62 a un 70% de H2SO4; el resto es agua. Actualmente, casi un 20% del ácido sulfúrico se produce por el método de las cámaras de plomo, pero este porcentaje está disminuyendo.
El segundo método de obtención, el método de contacto, que empezó a usarse comercialmente alrededor de 1900, se basa en la oxidación del dióxido de azufre a trióxido de azufre, SO3, bajo la influencia de un catalizador. El platino finamente dividido, que es el catalizador más eficaz, tiene dos desventajas: es muy caro y además, ciertas impurezas existentes en el dióxido de azufre ordinario lo 'envenenan' y reducen su actividad. Muchos productores de ácido sulfúrico utilizan dos catalizadores: primero, uno más resistente aunque menos efectivo, como el óxido de hierro o el óxido de vanadio, que inician la reacción, y a continuación, una cantidad menor de platino para terminar el proceso. A 400 °C, la conversión de dióxido a trióxido de azufre es casi completa. El trióxido se disuelve en ácido sulfúrico concentrado, y al mismo tiempo un flujo de agua mantiene la concentración al nivel seleccionado, normalmente un 95%. Reduciendo el flujo de agua, puede obtenerse un producto con más SO3 del que contiene la fórmula H2SO4. Este producto, llamado ácido sulfúrico fumante, oleum o ácido Nordhausen, es necesario para algunas reacciones de química orgánica.
3.2: ÁCIDO NÍTRICO
1.Aplicaciones:
El HNO3 es uno de los ácidos mas importantes desde el punto de vista de vida industrial, pues se le consume en grandes cantidades en la industria de los abonos, colorantes, explosivos, fabricación del ácido sulfúrico, medicamentos y grabado de metales.
Los métodos de fijación de nitrógeno atmosférico (procedimiento de Birbeland-Eyde) y los estudiados para el amoníaco (Haber), complementados en la síntesis de Osdwald, tienen enorme importancia industrial y en particular para la agricultura pues las reservas naturales de abonos naturales como el salitre son insuficientes para satisfacer las necesidades de los cultivos, por lo que el aprovechamiento del nitrógeno atmosférico resolvió un problema de capital interés al suministrar nitratos minerales en grandes cantidades y a bajo costo.
Los explosivos modernos que han reemplazado a la antigua pólvora negra, son derivados nitratos obtenidos por la acción del ácido nítrico sobre alguna sustancia orgánica: con el algodón forma Algodón Pólvora o nitrocelulosa y se usa para el colodión y celuloide.
Con el Tolueno da lugar a la formación del TRINITROTOLUENO (T.N.T.) o Trotyl.
Es empleado para preparar Nitrobenceno, base de la anilina.
Con la glicerina constituye la Nitroglicerina, que mezclada con tierra porosa constituye la Dinamita.
Se prepara con el ácido piérico y Nitrato de Plata usado en la fotografía.
Por su acción oxidante, se emplea en muchos procesos y por la acción nitrante en la industria de los colorantes.
2.Elaboración:
a)Método de Laboratorio:
Tratando al Nitrato de Sodio con ácido sulfúrico concentrado. Se aplica una de las reglas de Bertholet, pues el ácido sulfúrico es mas fijo que el ácido nítrico.
NaNO3 + H2SO4 ! NaHSO4 + HNO3
Si se eleva la temperatura:
NaHSO4 + NaNO3 Na2SO4 + HNO3
Sumando ambas reacciones:
2 NaNO3 + H2SO4 Na2SO4 + 2 HNO3
b)Método Industrial: “La Síntesis de Oswald”
Se hacen pasar vapores de amoníaco y aire previamente calentados por una malla de platino a 1000ºC.
Se produce la Siguiente reacción:
4NH3 + 5O2 4NO (g) + 6 H2O
Este gas pasa a unas torres metálicas de absorción donde se produce esta otra reacción:
2 NO + O2 2 NO2 (g)
Este dióxido de nitrógeno con agua forma:
3 NO2 + H2O 2 HNO3 +NO (g)
El óxido nítrico vuelve a dar la reacción:
2 NO + O2 2 NO2 (g)
3.3: EL AMONIACO
Es un gas incoloro, de olor penetrante, más ligero que el aire. Se licua a -33 ºC a presión ambiente. Es un buen refrigerante, por lo que se utiliza en maquinas refrigerantes. Es muy soluble en agua y su disolución comercial esta formada por un 20% de amoniáco.
Elaboración:
Se fabrica con el método de Haber. Las materias primas son el nitrógeno que se obtiene por la destilación fraccionada del aire, y el hidrógeno, que puede obtenerse por reacción de metano con el vapor de agua a altas presiones y temperaturas. El CO2 producido junto con el hidrógeno en esta reacción, se elimina haciendo pasar la mezcla gaseosa a través de una disolución de carbonato potásico, que absorbe el dióxido deja pasar el hidrógeno.
Aire líquido ! Destilación ! N2
fraccionada
NH3
CH4(g) + 3H2O(g) ! CO2(g) + 4H2(g)
Nitrógeno e hidrógeno reaccionan según el equilibrio:
N2(g) + 3H2(g) 2H3(g) AH=-92k/j
Las condiciones optimas para la producción del amoniaco se encuentra entre los 140-340atm y 380-580 ºC. A pesar de los esfuerzos la conversión es pequeña entre 15-40%.
3.4: Cloro e hidroxido de sodio
Se forman a partir de la electrólisis del cloruro de sodio(una de las reacciones mas importantes de la industria química).
La electrólisis de una disolución acuosa de cloruro de sodio da lugar a la formación de hidrógeno en el cátodo y de cloro en el ánodo:
Cátodo: 2H2O(l) + 2eø !H2(g) + 2OHø (ac)
Ánodo: 2Clø (ac)!Cl2 + 2eø
El ion sodio no participa en la reacción electrónica, ya que resulta mas facil la reducción del agua. L reacción neta es:
2Na (ac) + 2Clø (ac) + 2H2O(l)!H2(g) + Cl2(g) + 2Na (ac) + 2 OHø (ac)
Durante el proceso se pueden producir reacciones laterales no deseables(combinación explosiva de Cl y H...). Para ello se utilizan dos tipos de celdas que son:
Celdas de diafragma: el cloruro de sodio se electroliza parcialmente. Como resultado obtenemos 11% de NaOH y 16% de NaCl que tras la concentración por evaporación proporciona el 50% de NaOH y el 1% de NaCl.
Celdas de mercurio: utilizan un cátodo de mercurio. En el ánodo se produce cloro, pero con este cátodo el proceso de reducción se realiza sobre el ion Na con formación de sodio metal, que se disuelve en el mercurio líquido formando el amalgama. Este se bombea a otro depósito que contiene 50% NaOH; el mercurio se recicla nuevamente a la célula de electrólisis:
Na/Hg + H2O!NaOH + 1/2H2 + Hg
Estas crean un hidróxido de sodio de mayor pureza pero resulta muy complicado que no se pierda mercurio.
Celdas de membrana: evitan el vertido de mercurio. Estas contienen membranas selectivas basadas en polímeros fluoratos, que consiguen gran pureza de hidróxido de sodio . Esta tecnología esta dejando de lado a las otras células.
En todo caso el resultado del proceso de electrólisis es la preparación de cantidades equimoleculares de cloro e hidróxido de sodio. Se estima que la producción mundial de cloro sobrepasa los 25 millones de toneladas por año.
4: VERTIDOS INDUSTRIALES Y MEDIO AMBIENTE
4.1:La Gasolina y el Medio Ambiente
La gasolina se compone esencialmente de carbono e hidrógeno. Cuando la gasolina se quema, el carbono se une al oxígeno del aire para formar dióxido de carbono (CO2) y el hidrógeno se une con el oxigeno formando agua (H2O). Estos productos por la combustión de las gasolinas se generan siempre y cuando se cumpla la proporción óptima, 14,7 de aire por 1 de combustible (14,7:1). Como casi nunca se produce esta proporción surgen otras sustancias contaminantes. Estos son los productos contaminantes que expulsa el motor:
Monóxido de carbono (CO), un compuesto conocido y tóxico que en contacto con el aire libre se une rápidamente con el oxígeno para formar dióxido de carbono (CO2).
Hidrocarburos no quemados.
Óxidos nítricos, se forman a partir del nitrógeno contenido en el aire procedente de la combustión.
El monóxido de carbono es tóxico y su inhalación en lugares cerrados puede ocasionar la muerte. En contacto con el aire libre, este gas se une de forma relativamente rápida con el oxígeno para formar dióxido de carbono (CO2), este resultado no es tóxico pero tiene otro inconveniente, este gas es uno de los causantes de la aparición del famoso “efecto invernadero”.
Los compuestos de hidrocarburos tienen una peculiaridad, que pasan de ser inofensivos a ser cancerígenos. Al aire libre, los hidrocarburos son responsables, junto con los óxidos nítricos, de la formación de nubes de gases de difícil disolución (“smog”).
Los óxidos nítricos pueden, con una determinada concentración, llegar provocar irritaciones de los órganos respiratorios.
4.2:LA LLUVIA ÁCIDA
Las lluvias ácidas constituyen actualmente una preocupación mundial porque corroen los metales destruyen el equilibrio de la Naturaleza y son muy peligrosas para la salud humana. En gran parte son causadas por el azufre de los carburantes, dado que el azufre está presente en los combustibles fósiles ( petróleo, y sobre todo carbón ). Al quemarse este se desprende dióxido de azufre SO2, que se mezcla con la lluvia y forma ácido sulfuroso. Si bien su acidez es muy débil la lluvia ácida pone en peligro el equilibrio ecológico de la superficie terrestre. En otros subproductos de la combustión se encuentra el anhídrido sulfuroso, que además puede oxidarse en el aire para dar anhídrido sulfúrico ( otro compuesto gaseoso formado por la combinación con el oxígeno. Este último, al humedecerse con la humedad atmosférica da lugar a la formación de ácido sulfúrico que puede ser vertido a la tierra a través de la lluvia.
El ácido nítrico formado en la atmósfera a partir de óxidos de nitrógeno generados en las tormentas y desprendidas por muchas fábricas de productos químicos contribuyen también a la lluvia ácida.
El uso industrial del amoniaco en equipos de refrigeración y aire acondicionado provoca, en este caso, la neutralización de la lluvia ácida al ser éste una base. podemos
El fenómeno de las lluvias ácidas ( que en algunos casos pueden alcanzar la acidez del vinagre ) afecta a parte del norte de Europa y a Estados Unidos y representa una tremenda amenaza ambiental, en particular para los lagos y explotaciones agrícolas. Incluso los monumentos de piedra sufren importantes degradaciones por esta causa tanto mayor cuanto más próximo se encuentren a las zonas industriales. Son los países industrializados los que en mayor medida contribuyen a este desorden ecológico y serán también sus primeras víctimas si no se toman las medidas oportunas para corregirlos.
4.3: EL EFECTO INVERNADERO
La atmósfera es prácticamente transparente a la radiación solar de onda corta, absorbida por la superficie de la Tierra. Gran parte de esta radiación se vuelve a emitir hacia el espacio exterior con una longitud de onda correspondiente a los rayos infrarrojos, pero es reflejada de vuelta por gases como el dióxido de carbono, el metano, el óxido nitroso, los halocarbonos y el ozono, presentes en la atmósfera. Este efecto de calentamiento es la base de las teorías relacionadas con el calentamiento global.
El contenido en dióxido de carbono de la atmósfera ha venido aumentando un 0,4% cada año como consecuencia del uso de combustibles fósiles como el petróleo, el gas y el carbón; la destrucción de bosques tropicales por el método de cortar y quemar también ha sido un factor relevante que ha influido en el ciclo del carbono. La concentración de otros gases que contribuyen al efecto invernadero, como el metano y los clorofluorocarbonos, está aumentando todavía más rápido. El efecto neto de estos incrementos podría ser un aumento global de la temperatura, estimado en 2 a 6 °C en los próximos 100 años. Un calentamiento de esta magnitud alteraría el clima en todo el mundo, afectaría a las cosechas y haría que el nivel del mar subiera significativamente. De ocurrir esto, millones de personas se verían afectadas por las inundaciones.
Según un estudio reciente, publicado por la revista Nature, la primavera es más larga debido en parte al efecto invernadero. Este estudio afirma que desde principios de 1980 la primavera se adelanta y la vegetación crece con mayor vigor en las latitudes septentrionales; esto se debe al calentamiento global que ha afectado a una gran parte de Alaska, Canadá y el norte de Asia y Europa, que a su vez está relacionado con el efecto invernadero de origen humano (teoría según la cual la población humana ha contribuido a la concentración de gases, tales como el dióxido de carbono, en la atmósfera). Mediante el uso de imágenes obtenidas a través de satélites climáticos, los científicos proporcionan pruebas del cambio climático y aportan datos significativos para el estudio del calentamiento global del planeta.
4.4:CONTAMINACIÓN POR METALES PESADOS
Contaminantes como los metales pesados tienen la capacidad de provocar cambios evolutivos debido a sus efectos dañinos en plantas. Ejemplos de metales pesados son el cobre (Cu), plomo (Pb), zinc (Zn),mercurio (Hg), arsénico (As), etc. Los metales pesados son potencialmente contaminantes devastadores ya que contaminan el aire, el agua y la tierra utilizados por las plantas y los demás eslabones de las cadenas tróficas. Sus efectos en las plantas incluyen: necrosis en las puntas de las hojas e inhibición del crecimiento de las raíces, junto con muchas fatalidades en muchas especias de plantas incapaces de tolerar estos metales. Los sustratos contaminados suelen ser producto del trabajo minero, polución, industria de fundición y chapado, deposito de origen atmosférico de incineradores y tubos de escape de vehículos, uso de fertilizantes y pesticidas, y el deposito de lodos y barros residuales. En el Reino Unido se han identificado aproximadamente 200.000 terrenos contaminados por metales; y en EE.UU. el coste estimado de la limpieza de terrenos contaminados por metales pesados es de $ 7·1 billones utilizando los métodos convencionales.
¿Y afectan sólo a las plantas o también al hombre?
Estos metales no son sólo dañinos para las plantas, sino que se filtran en el sistema de aguas y se introducen en la cadena trófica. En concentraciones pequeñas no suelen tener efectos, pero a medida que se va ascendiendo en la cadena la concentración se va volviendo cada vez mayor. Una tragedia muy conocida es la de la bahía de Minamata, en Japón. Una fábrica de plásticos comenzó a descargar deshechos en la bahía en 1951. En 1953 un millar de personas en Minamata estaban seriamente enfermas. Algunas estaban discapacitadas, otras paralizadas, otras se volvieron ciegas, algunas mentalmente inestables, y otras murieron. La causa dela enfermedad eran los compuestos de mercurio que la fábrica de plásticos echaba en la bahía. Aunque el nivel de mercurio en el agua no era elevado, el mercurio se concentraba en la cadena trófica. El nivel de mercurio en los peces era elevado, y los pescadores y sus familias se contaminaron mediante la consumición de pescado. Otros países han experimentado los resultados de la contaminación por el mercurio.
4.5: LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
Contaminación de la atmósfera por residuos o productos secundarios gaseosos, sólidos o líquidos, que pueden poner en peligro la salud del hombre y la salud y bienestar de las plantas y animales, atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores desagradables. Entre los contaminantes atmosféricos emitidos por fuentes naturales, sólo el radón, un gas radiactivo, es considerado un riesgo importante para la salud. Subproducto de la desintegración radiactiva de minerales de uranio contenidos en ciertos tipos de roca, el radón se filtra en los sótanos de las casas construidas sobre ella. Se da el caso, y según recientes estimaciones del gobierno de Estados Unidos, de que un 20% de los hogares del país contienen concentraciones de radón suficientemente elevadas como para representar un riesgo de cáncer de pulmón. Véase también Medio ambiente.
Cada año, los países industriales generan miles de millones de toneladas de contaminantes. Los contaminantes atmosféricos más frecuentes y más ampliamente dispersos se describen en la tabla adjunta. El nivel suele expresarse en términos de concentración atmosférica (microgramos de contaminantes por metro cúbico de aire) o, en el caso de los gases, en partes por millón, es decir, el número de moléculas de contaminantes por millón de moléculas de aire. Muchos contaminantes proceden de fuentes fácilmente identificables; el dióxido de azufre, por ejemplo, procede de las centrales energéticas que queman carbón o petróleo. Otros se forman por la acción de la luz solar sobre materiales reactivos previamente emitidos a la atmósfera (los llamados precursores). Por ejemplo, el ozono, un peligroso contaminante que forma parte del smog, se produce por la interacción de hidrocarburos y óxidos de nitrógeno bajo la influencia de la luz solar. El ozono ha producido también graves daños en las cosechas. Por otra parte, el descubrimiento en la década de 1980 de que algunos contaminantes atmosféricos, como los clorofluorocarbonos (CFC), están produciendo una disminución de la capa de ozono protectora del planeta ha conducido a una supresión paulatina de estos productos.

INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA INDUSTRIAL
La química industrial, también conocida con el nombre de química técnica o ingeniería química, es la rama de la química que se dedica a transformar compuestos químicos básicos en otros productos químicos de gran demanda. La industria química se ocupa de la extracción y procesamiento de las materias primas, tanto naturales como sintéticas, y de su transformación en otras sustancias con características diferentes de las que tenían originariamente. Estas transformaciones se llevan a cabo mediante una serie de reacciones químicas muy complejas.
La domesticación del fuego fue lo que permitió a la humanidad manipular las primeras artes químicas, pero hasta el siglo XVI no se percibe una actividad productiva organizada. El aumento del nivel de vida y las demandas crecientes de la población en los países industrializados trajeron consigo nuevos requerimientos energéticos y de suministros. Hoy la química es uno de los pilares de la producción primaria de cualquier país desarrollado.
Química de laboratorio e industrial
Se pueden distinguir los siguientes términos:
La industria química, que es el conjunto de actividades dedicadas a la manufactura de elementos químicos y de sus compuestos y derivados.
Una empresa química es una unidad económica de producción y distribución de los productos químicos.
Una planta química es la parte de una empresa dedicada expresamente a la producción química. La ubicación de una de estas plantas químicas tiene que tener en cuenta una serie de condiciones, como la distancia a los puntos de obtención de las materias primas, etc.
Todo proceso industrial nace en un laboratorio, donde se hacen los cálculos precisos, pero el proyecto del proceso en una planta de producción debe prever aspectos que no se consideran en un laboratorio antes de la puesta en marcha de un proceso de producción. Para ello se construyen las llamadas plantas piloto, donde se comprueba la viabilidad del proceso de fabricación y se evalúan los rendimientos y los posibles riesgos sobre un funcionamiento muy parecido al que tendría la planta definitiva.
TIPOS Y SECTORES DE LA INDUSTRIA QUÍMICA
La preparación industrial de un producto suele ser muy diferente (en cuanto a los procesos utilizados) a la obtención de dicho producto en un laboratorio, pues en éste último se suelen utilizar métodos más sencillos, pero menos eficaces. En un principio las operaciones de la industria química tan sólo diferían de las de los laboratorios en pequeñas modificaciones o aumentos del tamaño de los aparatos y máquinas utilizadas. En la actualidad cualquier proceso químico tiene que seguir una serie de pasos obligados (que asegurarán el perfeccionamiento de dicho proceso) antes de convertirse en proceso industrial (además, no se desarrollará a gran escala hasta que se haya demostrado su rentabilidad): en primer lugar es necesario un estudio detallado en un laboratorio de la viabilidad de las reacciones, estos estudios previos a la utilización de una reacción con fines industriales son esenciales y tienen como objetivo el conocimiento de las condiciones óptimas en las que se debería llevar a cabo una reacción de forma que se obtenga el máximo rendimiento posible en el menor tiempo; tras estos primeros estudios se harán ensayos en plantas o instalaciones piloto, momento en el cual habrá que enfrentarse con los problemas prácticos que se plantean en las industrias; una vez hecho todo esto, el proceso de producción se llevará a cabo en la planta industrial.
Tipos de plantas químicas
Las plantas químicas se clasifican según el tipo de productos que se fabrican, y el empleo que después se les da:
Plantas químicas básicas o de cabecera En ellas se trabaja con materias primas naturales, para fabricar productos sencillos semielaborados (transforman las materias primas como hulla, petróleo, gas natural, fosfatos, sal o celulosa en una amplia gama de productos como amoniaco, ácidos, alquitranes, carburantes, abonos, cauchos sintéticos, explosivos, disolventes, barnices, textiles químicos y plásticos, etc.). Las materias primas que utilizan las obtienen del aire (oxígeno y nitrógeno), del agua (hidrógeno, el agua se utiliza como disolvente y reactivo), de la tierra (minerales, carbón y petróleo) o de la biosfera (madera, caucho, grasas...). Este tipo de industrias se suelen encontrar en lugares cercanos a las fuentes de suministro. Requieren grandes inversiones financieras en la forma de capital o de infraestructuras y dos de las ramas más importantes de esta industria son la carboquímica (en la que el carbón mediante las reacciones de descomposición química proporciona alquitrán, amoniaco y benzol, así como ácidos, abonos, gasolina, caucho sintético, colorantes y productos plásticos; aunque la carboquímica había sido desbancada casi completamente por la petroquímica, ahora puede verse reforzada con las nuevas bases industriales y socioeconómicas que contemplan los pros y los contras de la dependencia del petróleo para la economía y respecto al medio ambiente) y la industria petroquímica (en la cual se refina el petróleo crudo o bruto para elaborar un sinfín de productos como keroseno, gasoil, lubrificantes, disolventes, pinturas, detergentes, herbicidas, abonos, aislantes, productos sintéticos, cosméticos y plásticos).
Plantas químicas intermedias. Los productos intermedios son compuestos estables que pueden originar cada uno unos cuantos productos finales, pero que no son directamente utilizables por el consumidor. Como ejemplo de este tipo de productos se pueden citar el fenol o el cloruro de vinilo, los cuales pueden producir diversas resinas y plásticos.
Plantas de química fina. Fabrican productos intermedios pero de elevada pureza y rigurosas especificaciones de calidad. Son productos que se emplean en la fabricación de preparados farmacéuticos, reactivos de laboratorio, aditivos de alimentación, etc.
Plantas químicas transformadoras o finales. Son las que a partir de los productos intermedios generan nuevos productos que podrán ser utilizados en otros sectores. Estos productos tienen las características deseadas para su uso final, pero todavía no poseen la presentación adecuada para su consumo. Tienen un gran valor añadido y están sometidos a una gran fluctuación en la demanda
Plantas químicas de consumo. Los productos de consumo son los finales, una vez envasados, con los aditivos correspondientes y la concentración adecuada para su empleo. Una misma industria puede actuar como transformadora y de consumo. Son las que a partir de los productos semielaborados provenientes de las industrias de base generan nuevos productos que saldrán al mercado o bien podrán ser utilizados en otros sectores.
También se pueden clasificar según el volumen de producción y en el grado de diferenciación del producto obtenido por una u otra empresa:
Productos de gran volumen de producción, no diferenciados según el fabricante.
Productos de gran volumen de producción, pero específicos de un fabricante concreto
Productos químicos finos, de pequeño volumen de producción no diferenciados.
Especialidades, de pequeño volumen de producción y específicos de una marca.
Sectores de la industria química
Se pueden distinguir cuatro grandes sectores:
Minería y metalurgia. Aparecen subsectores según el metal o mineral que traten. Los más destacables son el sector siderúrgico, el del aluminio y el del cobre
Química inorgánica. Incluye la producción de ácidos, bases, óxidos, gases nobles, sales de flúor, de cloro, de bromo, de yodo, de azufre, nitrógeno, fósforo y silicio, entre otras, así como la producción de agua oxigenada y haluros no metálicos.
Química orgánica. Incluye toda la química del carbono y sus derivados. Entre sus subsectores se incluye la química farmacéutica, perfumería y cosmética.
Química agrícola industrial. Se ocupa de aumentar el aprovechamiento de los productos agrícolas, especialmente los no alimentarios. Se persigue la máxima explotación de los recursos vegetales.
A parte de estos campos ya existentes, están apareciendo algunos nuevos dedicados a la obtención y explotación de nuevos materiales, a la química medioambiental, etc.
FABRICACIÓN Y OPERACIONES UNITARIAS
La fabricación puede resumirse en el abastecimiento de materias primas, operaciones físicas de acondicionamiento de las materias primas, las reacciones químicas, las operaciones físicas de separación de los productos y el acondicionamiento y envasado de los productos.
La actual definición de operación unitaria, dada por Little, es la de cada una de aquellas operaciones básicas en las que puede descomponerse cualquier proceso químico
Acondicionamiento de las materias primas y productos
Las más destacadas son:
Trituración y molienda. Reducen el tamaño de las partículas de sólidos.
Tamizado. Separa las partículas que llegan a él, deja pasar algunas a través de la malla y retiene otras.
Mezclado de sólidos y pastas. Puede realizarse mediante agitadores de paletas o agitadores de bombo.
Circulación de productos. Comprende la circulación de fluidos por conducciones, el paso a través de un lecho sólido y el movimiento de las partículas sólidas en el seno de un fluido. Para impulsar los gases se usan compresores, sopladores, ventiladores y eyectores. Para impulsar líquidos se usan bombas centrífugas, bombas volumétricas y tornillos de Arquímedes.
Reactores químicos
Son recipientes donde se llevan a cabo las reacciones químicas. Deben permitir la entrada de reactivos, la retirada de productos y la regulación de la presión y temperatura para que la reacción transcurra según la velocidad y el rendimiento deseados.
Pueden trabajar en régimen continuo, donde los reactivos son añadidos y los productos de la reacción retirados permanentemente, sin interrumpir la reacción, o régimen discontinuo, donde se trabaja en ciclos añadiendo los reactivos, realizando la reacción y deteniéndola para retirar los productos y añadir nuevos reactivos.
Los principales tipos de reactores son:
De tanque agitado, los cuales intentan conseguir el máximo grado de mezcla y permiten trabajar de forma continua o discontinua independientemente de la tasa de producción. Sobre todo se utilizan para reacciones homogéneas entre líquidos y gases.
Reactores tubulares. Son adecuados para reacciones en fase gaseosa. El reactor tubular calentado a fuego directo consiste en un tubo colocado dentro de un horno. El reactor tubular de carcasa y tubos es análogo a un intercambiador de calor de tubos. La reacción puede realizarse en el interior o en el exterior del tubo central, mientras que por el otro espacio circula el fluido refrigerante o calefactor.
Reactores de lecho fijo, móvil o fluido. En ellos los gases circulan a través de un lecho de partículas catalíticas que pueden estar fijas o no, de lo cual depende el tipo de reactor.
Hornos rotatorios. Se usan en la industria del cemento. Son una especie de reactores tubulares donde los sólidos entran y van avanzando a lo largo de ellos ayudados por una rotación axial y una ligera inclinación de los hornos.
Reactores de película descendente. En ellos una delgada capa de líquido resbala por la pared de un tubo, entrando en contacto con un gas que fluye a contracorriente. Al ser la capa de líquido tan delgada, se controla su temperatura con gran precisión. Se usan en la fabricación de determinados productos alimenticios y de detergentes.
Fermentadores. Se usan en las reacciones con microorganismos. Son tanques agitados con minucioso control de temperatura y presión.
Reactores fotoquímicos. Son similares a tanques agitados o a reactores tabulares, pero incorporan dispositivos luminosos para llevar a cabo reacciones activadas por energías de frecuencias determinadas.
Reactores electroquímicos. Obtienen los productos de la reacción sobre los electrodos, donde se lleva a cabo una reacción electrolítica gracias al suministro de corriente eléctrica continua.
Operaciones de separación de materia
Se pueden enumerar las siguientes:
Destilación. Separe los componentes de una mezcla aprovechando su diferente volatilidad. Hay varios tipos de destilación:
Destilación simple, que consiste en hervir la mezcla líquida condensando aparte los vapores que forman el destilado, mientras en la caldera queda el residuo.
Destilación a reflujo, parte del condensado se devuelve a la columna de destilación. Equivale a una redestilación y, por tanto, a una mejor separación.
Destilación por arrastre de vapor, se inyecta vapor de agua recalentado a la mezcla que se quiere destilar. Así se reduce la presión de vapor de la mezcla, las sustancias se evaporan más fácilmente y se separan a menor temperatura.
Absorción y desorción. La absorción consiste en poner en contacto una mezcla gaseosa con un líquido para que se disuelvan o queden retenidos ciertos componentes gaseosos y así se libere de ellos el gas resultante. La desorción es la operación inversa a la absorción y suele facilitarse mediante el arrastre o por otro gas inerte.
Extracción. Es una operación basada en la disolución selectiva de uno o varios componentes de una mezcla sólida o liquida. Se distinguen:
Extracción líquido-líquido
Extracción sólido líquido(lixiviación, lavado o percolación). Suele recuperarse el componente extraído.
Adsorción y desorción. Es la retención de algunos componentes de una mezcla líquida o gaseosa en la superficie de un sólido mediante enlaces químicos o sólo por fuerzas de Van der Waals. La desorción es la operación inversa. Se regenera el sólido para su reutilización y se recupera el componente adsorbido. El sólido adsorbente se dispone dentro de una columna por la que pasa el fluido que se ha de adsorber.
Intercambio iónico. Se basa en la facilidad de ciertas sustancias para intercambiar algunos iones que forman parte de su composición por iones de un líquido que circula a través. Según qué iones pueda intercambiar la resina, se conocerá como resina de intercambio catiónoco, o resina de intercambio aniónico.
Cristalización. Generalmente, en el seno de disoluciones líquidas sobresaturadas. En los cristalizadores-evaporadores la sobresaturación se consigue por evaporación; en los cristalizadores de tanque se produce la cristalización al enfriar; los cristalizadores de vacío se usan si el producto no resiste el aumento de temperatura.
Secado. Los secadores calientan el producto sin entrar en contacto con la fuente de calor o lo ponen en contacto con una corriente de aire caliente y seco. Los hay de bandejas, en los que se deposita el sólido en capas de poca profundidad; rotativos, donde el sólido desciende a lo largo de un cilindro rotativo inclinado y recibe la acción del aire caliente a contracorriente, y atomizadores, donde la suspensión se expulsa en forma de gotas, y el aire caliente evapora bruscamente el agua, resultando un sólido con gran porosidad.
Liofilización. El agua se elimina por sublimación. Se utiliza mucho en productos alimenticios, en algunos preparados termolábiles y, en general, en productos cuyas propiedades se alterarían mediante un secado a base de calor, ya que algunos componentes volátiles se perderían y otros se verían afectados.
Filtración. Para sólidos suspendidos en un líquido se usan filtros-prensa o de placas, rotatorios y centrífugos. Para sólidos suspendidos en un gas se utilizan filtros de mangas y electro filtros con electrodos cargados a varios miles de voltios.
Ósmosis inversa. Se separa el disolvente gracias a la aplicación de una presión superior y en sentido contrario a la presión osmótica.
Sedimentación. Por diferencia de densidad, las sustancias sólidas se depositan en el fondo.
Flotación. Es la separación de un líquido y partículas sólidas recubiertas de burbujas de aire.
Centrifugación. Un campo de fuerza superior a la gravedad actúa separando fases de densidades demasiado parecidas.
Almacenaje de materiales
Sólidos. Pueden almacenarse a la intemperie si no resultan alterados. Si los sólidos no resisten a la acción atmosférica, se almacenan en silos donde se descargan por transporte neumático o mediante medios mecánicos.
Líquidos. Se almacenan en tanques cilíndricos de poca altura. Cuando se trata de líquidos inflamables y volátiles, el techo es flotante y descansa directamente sobre el líquido. Así se reduce al máximo el cúmulo de vapor por encima del líquido y el riesgo de inflamabilidad.
Gases. Los gases fácilmente licuables se almacenan como líquidos, a temperatura ambiente y a presión, en tanques esféricos. Si son difíciles de licuar, es mejor almacenarlos a baja temperatura que a elevada presión.
INDUSTRIA QUIMICA, TECNOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE
La química industrial tiene un papel muy importante en el incremento de la calidad de vida de la sociedad, pero esta indudable mejora en la calidad de vida tiene un alto precio: la generación de grandes cantidades de residuos que provocan un grave perjuicio al medio ambiente.
Son cuantiosos los estropicios derivados de la gran actividad industrial que se está llevando a cabo en el mundo desarrollado hoy en día, y la presencia de ciertos elementos o productos en grandes cantidades trastorna el equilibrio normal de los ecosistemas y repercute muy negativamente en el medio ambiente. Pero también ha proporcionado alternativas para evitar el uso de sustancias perjudiciales.
Emisiones a la atmósfera
La contaminación de la atmósfera por residuos o productos secundarios gaseosos, sólidos o líquidos, pueden poner en peligro la salud del hombre y la salud y bienestar de las plantas y animales, atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores desagradables. Entre los contaminantes atmosféricos emitidos por fuentes naturales, sólo el radón, un gas radiactivo, es considerado un riesgo importante para la salud.
La lluvia ácida
Las lluvias ácidas constituyen actualmente una preocupación mundial porque corroen los metales destruyen el equilibrio de la Naturaleza y son muy peligrosas para la salud humana. En gran parte son causadas por el azufre de los carburantes, dado que el azufre está presente en los combustibles fósiles ( petróleo, y sobre todo carbón). Al quemarse este se desprende dióxido de azufre SO2, que se mezcla con la lluvia y forma ácido sulfuroso. Si bien su acidez es muy débil la lluvia ácida pone en peligro el equilibrio ecológico de la superficie terrestre. En otros subproductos de la combustión se encuentra el anhídrido sulfuroso, que además puede oxidarse en el aire para dar anhídrido sulfúrico (otro compuesto gaseoso formado por la combinación con el oxígeno). Este último, al humedecerse con la humedad atmosférica da lugar a la formación de ácido sulfúrico que puede ser vertido a la tierra a través de la lluvia.
El ácido nítrico formado en la atmósfera a partir de óxidos de nitrógeno generados en las tormentas y desprendidas por muchas fábricas de productos químicos contribuyen también a la lluvia ácida.
El uso industrial del amoniaco en equipos de refrigeración y aire acondicionado provoca, en este caso, la neutralización de la lluvia ácida al ser éste una base. podemos
El fenómeno de las lluvias ácidas ( que en algunos casos pueden alcanzar la acidez del vinagre) afecta a parte del norte de Europa y a Estados Unidos y representa una tremenda amenaza ambiental, en particular para los lagos y explotaciones agrícolas. Incluso los monumentos de piedra sufren importantes degradaciones por esta causa tanto mayor cuanto más próximo se encuentren a las zonas industriales. Son los países industrializados los que en mayor medida.
El “smog”
El "smog" (niebla fotoquímica) es un término de la contaminación del aire que se usa diariamente. En realidad, el smog es ozono a nivel del suelo formado por la reacción de los contaminantes con la luz solar. La siguiente figura muestra los factores que intervienen en la creación del smog.
El agente más influyente para la aparición del smog es la actuación en la atmósfera del óxido nítrico (NO) y del dióxido de nitrógeno (NO2).
El efecto invernadero
La atmósfera es prácticamente transparente a la radiación solar de onda corta, absorbida por la superficie de la Tierra. Gran parte de esta radiación se vuelve a emitir hacia el espacio exterior con una longitud de onda correspondiente a los rayos infrarrojos, pero es reflejada de vuelta por gases como el dióxido de carbono, el metano, el óxido nitroso, los halocarbonos y el ozono, presentes en la atmósfera. Este efecto de calentamiento es la base de las teorías relacionadas con el calentamiento global.
El contenido en dióxido de carbono de la atmósfera ha venido aumentando un 0,4% cada año como consecuencia del uso de combustibles fósiles como el petróleo, el gas y el carbón; la destrucción de bosques tropicales por el método de cortar y quemar también ha sido un factor relevante que ha influido en el ciclo del carbono. La concentración de otros gases que contribuyen al efecto invernadero, como el metano y los clorofluorocarbonos, está aumentando todavía más rápido. El efecto neto de estos incrementos podría ser un aumento global de la temperatura, estimado en 2 a 6 °C en los próximos 100 años. Un calentamiento de esta magnitud alteraría el clima en todo el mundo, afectaría a las cosechas y haría que el nivel del mar subiera significativamente. De ocurrir esto, millones de personas se verían afectadas por las inundaciones.
Según un estudio reciente, publicado por la revista Nature, la primavera es más larga debido en parte al efecto invernadero. Este estudio afirma que desde principios de 1980 la primavera se adelanta y la vegetación crece con mayor vigor en las latitudes septentrionales; esto se debe al calentamiento global que ha afectado a una gran parte de Alaska, Canadá y el norte de Asia y Europa, que a su vez está relacionado con el efecto invernadero de origen humano (teoría según la cual la población humana ha contribuido a la concentración de gases, tales como el dióxido de carbono, en la atmósfera). Mediante el uso de imágenes obtenidas a través de satélites climáticos, los científicos proporcionan pruebas del cambio climático y aportan datos significativos para el estudio del calentamiento global del planeta.
Derivados halogenados
Los productos orgánicos halogenados tienen propiedades particulares que los hacen muy deseables para algunas aplicaciones. Cuando se liberan a la atmósfera, donde persisten, dando lugar a reacciones perjudiciales para el equilibrio atmosférico.
Los clorofluorocarbonatos se han usado como propelentes y gases de circuitos de refrigeración. En la estratosfera, la radiación ultravioleta libera radicales que reaccionan con el ozono destruyéndolo.
Las dioxinas se generan en la combustión de plásticos como el PVC. Su toxicidad y su carácter cancerígeno han levantado voces para la prohibición de los PVC.
El triclorometano, el clorotileno o el tricloruro de metilo se usan para desengrasar metales; el tetracloroetileno(CCL2=CCL2)para el lavado en seco; el p-diclorobenceno como repelente de insectos y en desodorantes; los bifenlios pliriclorados como herbicidas e insecticidas, etc. La mayoría de estos compuestos acaban escapando a la atmósfera, donde protagonizan reacciones radicalarias.
Contaminación por humos y partículas
Los humos producidos por las industrias contienen partículas sólidas en suspensión que pueden servir de núcleos de agregación para el agua y producir nieblas más persistentes que las naturales. Además reducen la visibilidad y la penetración de la radiación ultravioleta del Sol. Si se llegase a almacenar en la estratosfera una concentración suficiente de partículas de dimensiones mayores que un micrómetro, se podría alterar la transferencia del calor radiado del Sol a la Tierra y, como consecuencia una alteración climática.
Medidas de protección
Para reducir las emisiones de SO2 se trabaja con carbón lavado, es decir, carbón del que se ha eliminado el azufre que contenía.