Quimica ..destilacion, Apuntes de Química

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Química industrial

Unidad 11

Contenidos (1).

1.- Materias primas y productos

químicos.

2.- Diferencias entre la química de

laboratorio y la química industrial.

3.- Productos básicos en la industria.

Contenidos (3).

5.- Obtención, principales reacciones y

propiedades de algunas sustancias químicas:

5.1. Ácido sulfúrico.

5.2. Amoniaco,

ácido nítrico.

6.- Repercusiones socioeconómicas e

impacto medioambiental de la industria

(trabajo bibliográfico).

Materias primas y productos

químicos.

Son muy abundantes. Principales materias primas:

• (^) Aire
• (^) Minerales
• (^) Carbón
• (^) Petróleo y gas natural.  (^) A partir de las mismas se forman los “ intermedios de síntesisintermedios de síntesis ”, productos básicos para la obtención de la mayoría de otros productos industriales..

Abundancia relativa de elementos en la corteza terrestre

Características de la química

industrial

Está marcada por su rentabilidad económica (incluyendo el tiempo). Busca un equilibrio entre el rendimiento y los costes del método utilizado. Suele utilizar elevadas condiciones de presión y temperatura y el flujo continuo de materiales (reactores). Antes de fabricar a gran escala, se realiza una planta piloto a escala intermedia entre el laboratorio y la industria.

Productos básicos (Intermedios

de síntesis)

 H

2 SO 4

 O

2

 N

2

 Na

2 CO 3

 NaOH

 Cl

2

 CH

2 =CH 2

 NH

3

 C

6 H 6

Fertilizantes, HCl, metales, detergentes, colorantes, pinturas. Papel, fármacos, explosivos... Acero, ozono, papel, fármacos... NH 3 , metales, abonos... Vidrio, NaOH, jabones, textil... Papel, aluminio, lejía, derivados de petróleo... HCl, disolventes, blanqueantes, insecticidas... Plásticos, fármacos, fibras... Fertilizantes, plásticos, explosivos... Disolventes, colorantes...

PRODUCTOS QUÍMICOS DE

INTERÉS INDUSTRIAL



Ácido sulfúrico



Amoniaco



Ácido nítrico



Cloro



Ácido clorhídrico

Características generales

Es un producto industrial de gran importancia que

tiene aplicaciones muy numerosas.

Es una agente oxidante y deshidratante.

Es un líquido incoloro, inodoro, denso (d=1’84g/cm 3 )

y de fuerte sabor a vinagre, es muy corrosivo y tiene

aspecto oleaginoso (aceite de vitriolo).

Se solidifica a 10 ºC y hierve a 290 ºC.

Es soluble al agua con gran desprendimiento de

calor.

Obtención del H

2

SO

4 Se utilizan dos métodos fundamentales:

• (^) Cámaras de plomo. Prácticamente en desuso hoy por obtener concentraciones de H 2 SO 4 no superiores al 80 %.
• (^) De Contacto En ambos métodos se parte del SO 2 que se obtiene a partir de la pirita o del azufre natural, seguida de su oxidación e hidratación.
• (^) 4 FeS 2 + 11 O 2  8 SO 2 + 2 Fe 2 O 3
• (^) S + O 2  SO 2

Método de contacto

En la actualidad se usa el método de contacto que ha sustituido al de las cámaras de plomo. A partir de las materias primas, azufre/pirita y oxígeno, se obtiene el SO 2. S (s) + O 2 (g)  SO 2 (g) 4 FeS 2 (s) + 11 O 2 (g)  8 SO 2 (g) + 2Fe 2 O 3 (s)  (^) Éste método tiene un rendimiento máximo en fabricar SO 3 a partir de SO 2 por la relación:  (^) 2 SO 2 (g)^ + O 2 (g)^ ^ 2 SO 3 (g)

Producción de ácido sulfúrico

(cont).

Al ser exotérmica esta reacción debe realizarse a temperatura poco elevada; la velocidad de reacción es, por tanto muy pequeña y se tiene que emplear un catalizador (platino u óxido de vanadio).  Pt/V 2 O 5 2 SO 2 + O 2  2 SO 3 Se obtiene un mayor rendimiento si en vez de adicionar agua directamente, formamos como producto intermedio el ácido disulfúrico:  (^) SO 3 + H 2 SO 4 ^ H 2 S 2 O 7 H 2 S 2 O 7 + H 2 O  2 H 2 SO 4

Aplicaciones

Sirve para la preparación de la mayor parte de los ácidos minerales y orgánicos, de los sulfatos de hierro, de cobre y de amonio, empleados en la agricultura, de los superfosfatos y de los alumbres. El ácido diluido con agua se utiliza en la depuración de aceites y benzoles, en la refinación del petróleo, en el decapado de los metales y también en pilas y acumuladores.

AMONIACO (NH

3

Los alquimistas medievales lo obtenían calentando

en retornas pezuñas y cuernos y recogiendo en

agua el gas desprendido.

Otros lo conseguían calentando orina con sal común

y tratando el producto con álcalis.

En 1785, Berthollet demostró que el amoníaco es

un compuesto de nitrógeno e hidrógeno.

El amoníaco se encuentra donde hay

descomposición de materia orgánica como

consecuencia de las alteraciones químicas que

experimentan las sustancias nitrogenadas.