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Las materias primas son las materias naturales que se utilizan en la fabricaci�n de productos naturales.
f Se entiende por materias primas a todas aquellas sustancias l�quidas, s�lidas o gaseosas que se utilizan en la fabricaci�n de productos elaborados.
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Algunas materias primas son el aire, el agua de mar, la s�lice, la arcilla y el carb�n.
v Extos ejemplos son materias primas naturales.
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El gas natural y el petr�leo no se consideran materias primas al utilizarse fundamentalmente como combustibles.
v El concepto de materia prima natural implica su utilizaci�n como fuente de otros productos. No se considerar�n como materia prima cuan se utilicen como combustible.
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La composici�n el aire depende, entre otras cosas, de la temperatura, la latitud, la altitud y la actividad solar.
v La composici�n del aire no es constante, y depende, entre otras de estas variables.
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El aire est� compuesto principalmente de nitr�geno, ox�geno y ozono.
f Esta compuesto de ox�geno y nitr�geno, y en tercer lugar argon. El ozono se encuentra normalmente en concetraciones de menos de 0,1 ppm.
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La composici�n relativa de la atm�sfera es independiente de la altura. Dependiendo de ella solo la concentraci�n absoluta.
f Depende tanto la concentraci�n absoluta -cantidad de un componente por unidad de volumen- como la relativa -cantidad de un componente en relaci�n a los dem�s.
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La disminuci�n de la temperatura media de la atm�sfera con la altura es debido a la menor concentraci�n de la misma.
f El valor medio de la temperatura, se ve influido por diversos factores, como son concentraci�n y naturaleza de las especies entre otros; de manera que no hay una variaci�n cont�nua, sino que sufre aumentos o disminuciones dependiendo del efecto global de dichos factores.
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Las 4/5 partes del aire al nivel del mar es nitr�geno.
v La composici�n media del aire al nivel del mar en volumen es de un 80% de nitr�geno y 20% de ox�geno.
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El aumento de temperatura en la estratosfera es debido a la presencia de mol�culas con gran poder de absorci�n en el ultravioleta.
v Esta absorci�n de energ�a se traduce en una mayor vibraci�n de las mol�culas (energ�a cin�tica = energ�a t�rmica).
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El denominado efecto invernadero es debido a que la radiaci�n incidente sobre la Tierra esta centrada en la regi�n ultravioleta y la emitida lo esta en el infrarrojo.
v Las mol�culas de agua y CO2, entre otras, permiten el paso de la radiaci�n visible y ultravioleta, pero impiden la salida de la radiaci�n infrarroja (radiaci�n t�rmica).
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El efecto invernadero se produce cuando se tapan grandes plantaciones con pl�sticos que no dejan pasar el aire.
f El efecto invernadero es aquel por el que ciertos componentes de la atmosfera (fundamentalmente CO2 y agua) impiden la salida de la radiaci�n infrarroja hacia el espacio exterior.
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El efecto invernadero es el aumento de la temperatura debido al incremento de la concentraci�n de CO2 en la atm�sfera.
v Las mol�culas de agua y CO2, entre otras, permiten el paso de la radiaci�n visible y ultravioleta, pero impiden la salida de la radiaci�n infrarroja (radiaci�n t�rmica).
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Los mecanismos por los que se disipa la energ�a absorbida en la alta atm�sfera son luminiscencia, disociaci�n e ionizaci�n.
v Luminiscencia: emisi�n de un fot�n de menor energ�a que el absorbido por una mol�cula. Disociaci�n: fen�meno de ruptura de un enlace molecular para dar dos fragmentos moleculares. Ionizaci�n: fen�meno por el que un �tomo o mol�cula pierde (o gana) electrones.
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El polvo atmosf�rico contrarresta parcialmente el efecto invernadero producido por el CO2.
v Aumenta la cantidad de energia solar reflejada por la atm�sfera.
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El ozono es una forma alotr�pica del ox�geno.
f Son dos m�leculas diferentes, no dos formas cristalogr�ficas diferentes de un mismo compuesto.
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El ozono en las capas bajas de la atm�sfera (troposfera) act�a como filtro de la radiaci�n ultravioleta.
f El ozono troposf�rico act�a como oxidante. Su funci�n como filtro ultravioleta es fundamental en la estratosfera (capas altas de la atm�sfera).
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El ozono es un is�topo del ox�geno.
f La diferencia entre el ox�geno molecular y el ozono es que el primero es una molecula diat�mica y el segundo triat�mica.
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El ozono se puede obtener mediante descargas el�ctricas sobre el ox�geno molecular.
v La energ�a de las descargas el�ctricas permiten la disociaci�n de la mol�cula de O2 y su recombinaci�n en O3.
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El ozono es m�s oxidante que el ox�geno molecular.
v El ozono tiene un alto poder oxidante, solo superado por el fluor y el persulfato.
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Los compuestos clorofluorocarbonados son una de las causas m�s importantes de perturbaci�n del equilibrio qu�mico en la alta atm�sfera.
v Forman radicales Cl� muy reactivos y que perturban los equilibrios entre especies.
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El fraccionamiento del aire se denomina tambi�n "M�todo de altas presiones de Linde".
v Consiste en un proceso c�clico de compresi�n, expansi�n que produce el enfriamiento del gas por debajo de la temperatura cr�tica, y su licuefaci�n.
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El fraccionamiento del aire mediante el m�todo Linde se basa en el efecto de Joule-Thompson.
v La descompresi�n isoent�lpica de un gas produce el enfriamiento del mismo.
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El m�todo Linde permite obtener O2 y N2 a partir de aire l�quido.
v El m�todo Linde consiste en la destilaci�n del aire l�quido en una columna de rectificaci�n de doble efecto, para lo cual se enfr�a previamente el aire por debajo de la temperatura cr�tica de sus componentes y se comprime la mezcla.
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Para el fraccionamiento del aire se supone que los gases son ideales, es decir, no tienen masa.
f El fraccionamiento del aire se basa en las propiedades derivadas de las fuerzas de interacci�n entre part�culas, causantes del comportamiento no-ideal de los gases.
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En el fraccionamiento del aire se pueden alcanzar presiones de hasta 80 atm�sferas.
v En estas condiciones de alta presi�n y temperaturas inferiores a 74 K (condiciones cr�ticas del nitr�geno) se consigue la licuafecci�n de todos los gases constituyentes del aire.
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La columna de destilaci�n del aparato de fraccionamiento separa dos zonas de presi�n con un condensador especial que consta de una placa base donde se han perforado muchos orificios estrechos en los que se embute el correspondiente n�mero de tubos.
v Actua como un intercambiador de carcasa-tubo, donde el fluido refrigerante es el l�quido del calder�n del efecto de baja presi�n (parte superior de la torre), y el fluido frio los vapores del condensador del efecto de alta presi�n (parte inferior de la torre).
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En el proceso de fraccionamiento del aire no es necesario eliminar agua en un paso previo a la destilaci�n, puesto que esta se condensar� antes de la entrada a la columna.
f Es necesario eliminar el agua presente en el aire saturado desoues de pasar por la columna de eliminaci�n de CO2, pues los cristalitos de hielo que se formaran en las instalaciones pueden producir deterioro y accidentes en las mismas,
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En el fraccionamiento del aire primero se separa el agua, el acetileno y el CO2 que pudiera llevar el aire de partida.
v Estas impurezas si no se eliminan producirian cristales que deteriorarian los equipos de licuefacci�n, adem�s de disminuir la pureza de los gases obtenidos.
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El aporte energ�tico para la separaci�n de los gases componentes del aire mediante el m�todo Linde se efect�a en la etapa inicial de compresi�n, en forma de energ�a mec�nica.
v La energ�a mec�nica suministrada en forma de compresi�n, se transforma en una disminuci�n de la energ�a cin�tica de las mol�culas de gas (temperatura) al descomprimirlo (efecto Joule-Thompson).
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La licuefacci�n del aire en el m�todo Linde se realiza utilizando los componentes licuados del aire como fluido refrigerante.
v Los gases licuados y una vez separados en las torres de rectificaci�n, se utilizan para enfriar la mezcla entrante (transferencia de calor).
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La separaci�n del ox�geno y el nitr�geno en el m�todo Linde se efect�a en una torre de rectificaci�n de doble efecto (dos zonas), que act�a a dos presiones distintas.
v Hay un efecto inferior que trabaja a presiones medias (aprox. 5 atm.) y un efecto superior que trabaja a presiones bajas (aprox. 0,5 atm). La descompresi�n brusca a la entrada de estas dos secciones (80/5 atm y 5/0,5 atm) produce la ebullic�n de la mezcla y la separaci�n de sus componentes.
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El ox�geno se obtiene en la parte superior de la columna de rectificaci�n del m�todo Linde obtienendose el nitr�geno en la parte inferior.
f T�eb(O2) > T�eb(N2) por lo que el ox�geno se obtiene en el calder�n del efecto de baja presi�n o superior y el nitr�geno en el condensador de ese mismo efecto
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La presi�n de la zona superior de una torre de destilaci�n de aire por el m�todo Linde es superior a la de la zona inferior.
f La zona superior se encuentra a aproximadamente un 10% de la presi�n de la zona inferior.
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El aprovechamiento qu�mico industrial del aire consiste, principalmente, en la separaci�n de sus componentes (nitr�geno molecular, ox�geno molecular y gases nobles), en la combusti�n, en la combinaci�n de sus componentes (por ejemplo, s�ntesis de NO) y ozonizaci�n.
v El aire se utiliza masivamente en procesos de combusti�n, acondicionamienteo t�rmico y de trabajo mec�nico (fluido neum�tico), pero su uso como materia prima generalmente esta ligado a su separaci�n previa en los componentes del mismo.
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El nitr�geno (N2) se utiliza en la industria del NH3 y como gas inerte.
f El nitr�geno adem�s de para la fabricaci�n de amoniaco y como generador de atm�sferas inertes, se utiliza en la fabricaci�n de hidracina, �xidos de nitr�geno, �cido n�trico, etc.
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Los compuestos del ox�geno con otro elemento se denominan siempre �xidos.
v Aunque en el caso del OF2 ser�a mas correcto denominarlo difluoruro de ox�geno.
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El ox�geno se comporta siempre como oxidante.
v La �nica excepci�n es su comportamiento frente al fluor que es m�s oxidante que el ox�geno.
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El ox�geno molecular tiene mucha dificultad para reaccionar a temperaturas moderadas.
f El ox�geno reacciona con un gran n�mero de sustancias a temperatura ambiente. Generalmente, aunque el proceso es exot�rmico y espont�neo, su velocidad de reacci�n a baja temperatura es muy baja, necesita una fuente puntual de activaci�n para que la reacci�n se desarrolle en cadena.
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La obtenci�n de ox�geno molecular en el laboratorio es a base de descomposici�n t�rmica.
v Normalmente se emplean compuestos con alto contenido en ox�geno (per�xidos, oxisales perhalogenadas, etc.) que descomponen t�rmicamente con facilidad.
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La reacci�n de reducci�n, exot�rmica y r�pida del ox�geno con otro compuesto se denomina combusti�n.
v En la combusti�n el ox�geno (comburente) se reduce, aceptando electrones de otra sustancia (combustible) que se oxida.
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El ox�geno se obtiene en el laboratorio por descomposici�n t�rmica de compuestos en alto estado de oxidaci�n.
v Normalmente se emplean compuestos con alto contenido en ox�geno (per�xidos, oxisales perhalogenadas, etc.) que descomponen t�rmicamente con facilidad.
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El ox�geno (O2) obtenido a partir de la separaci�n f�sica de los gases del aire, se utiliza para distintas reacciones de oxidaci�n como son la obtenci�n del SO2 a partir de S, u la obtenci�n de CO.
f El ox�geno puro obtenido por separaci�n de los componentes del aire, no suele utilizarse en procesos de este tipo, pues es mucho m�s econ�mico emplear aire, dado que en la mayor parte de los procesos el nitr�geno no influye cas� en los productos finales.
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En sistemas de propulsi�n de cohetes se utiliza como comburente el ox�geno.
v El ox�geno l�quido es una folma de almacenamiento de comburente muy utilizado en aeron�utica, dado su alto poder oxidante y facilidad de almacenamiento ocupando poco espacio.
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Industrialmente el ox�geno se obtiene por destilaci�n fraccionada del aire l�quido, electr�lisis del agua o separaci�n por tamices moleculares.
v Los tres m�todos indicados son fuentes industriales de ox�geno. La destilaci�n es la m�s utilizada tradicionalmente, aunque va siendo desplazada por la separaci�n por tamices moleculares, dado el menor coste energ�tico de este m�todo. El m�todo de electr�lisis se usa cas� exclusivamente cuando el producto principal a obtener es hidr�geno y como subproducto valorizable obtenemos ox�geno.
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Los gases nobles no tienen ninguna utilidad industrial dada su baj�sima reactividad
f Los gases nobles tienen un gran inter�s industrial para la obtenci�n de atm�sferas inertes, fabricaci�n de material el�ctrico, etc.
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Los gases nobles son los elementos del grupo 18 de la tabla peri�dica.
v El grupo 18 (antiguo VIII) comprende a los llamados gases nobles, elementos que poseen su nivel electr�nico exterior totalmente lleno, lo que les confiere una baj�sima reactividad.
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Los gases nobles tienen en com�n que no pueden reaccionar con otros elementos.
v Con caracter general es cierto; pero se conocen compuestos de Xe y Kr con el fluor y el ox�geno.
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Los gases nobles se utilizan para el llenado de l�mparas y tubos luminosos.
v Aunque no es su uso exclusivo, si son ampliamente utilizados (sobre todo el Ne�n y el Arg�n) al no ser reactivos y dar luz con coloraciones muy marcadas.
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No se puede utilizar el gas noble denominado arg�n como atm�sfera inerte porque es explosivo.
f Al ser un gas noble es no reactivo, por lo que uno de los usos mas extendidos es como atmosfera inerte, En el caso del Ar al ser el GN mas abundante en la atmosfera, es el m�s utilizado.
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La obtenci�n de los gases nobles, se basa fundamentalmente en el fraccionamiento del aire l�quido.
v Aunque salvo el arg�n (3� gas en abundancia en la atm�sfera) los otros gases nobles se encuentran a nivel de traza (ppm), el proceso de licuefacci�n y posterior fraccionamiento del aire, da lugar como subproducto los Gases Nobles.
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El agua se emplea en la industria fundamentalmente como disolvente, reactivo, fluido t�rmico o medio de transporte.
v El agua, debido a sus magn�ficas propiedades (capacidad calor�fica, calor de vaporizaci�n, capacidad de disoluci�n, �) es ampliamente utilizada en la industria, siendo cas� imposible encontrar un sector industrial que no dependa del uso del agua.
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El agua antes de su uso industrial es necesario tratarla mediante purificaci�n, filtraci�n o ablandamiento.
v El agua como cas� todas las materias primas necesita un tratamiento previo para adecuarla a su uso posterior.
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El hidr�geno tiene el menor valor de constantes cr�ticas de los elementos de la tabla peri�dica.
f El elemento con valores mas bajos de costantes cr�ticas es el He, pues su tama�o es menor que el del H2 (forma mas estable del hidr�geno).
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El agua es el disolvente m�s utilizado, tanto para gases como para l�quidos y s�lidos.
v Tradicionalmente se le ha llamado "disolvente universal", por su magn�fica capacidad de disolver sustancias gaseosas, l�quidas o s�lidos, sobre todo polares.
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El agua es un recurso fundamental tanto para el sector industrial como en el desarrollo de actividades agropecuarias, dom�sticas y municipales.
v El agua est� presente y condiciona todas las actividades humanas.
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La presencia de enlaces de hidr�geno en el agua, tanto en el estado s�lido como en el l�quido, da lugar a su bajo punto de fusi�n y bajo calor espec�fico.
f Los enlaces de hidr�geno al ser fuerzas intermoleculares fuertes, hacen que las propiedades que dependen de su ruptura o formaci�n tomen valores superiores a los alcanzados por otras moleculas similares que no tengan capacidad de formarlos.
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En el punto de fusi�n del agua, la densidad del hielo es menor que la del agua l�quida, debido a la ruptura de enlaces de hidr�geno en el proceso de fusi�n.
f Al aumentar la movilidad de las mol�culas de H2O con la fusi�n, se favorece la reordenaci�n de las mismas aumentando el n�mero de enlaces de hidr�geno y con ello las fuerzas de interacci�n intermoleculares.
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El agua presenta una gran estabilidad frente al calor, es decir, tiene un alto calor de formaci�n.
v La mol�cula de agua tiene una alta energ�a de enlace (aprox 500 KJ/mol), lo cual provoca que su calor de formaci�n sea alto y su descomposici�n t�rmica solo se de de manera expont�nea por encima de los 4000�C.
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El agua l�quida puede actuar como reductor pero nunca como oxidante.
f El agua se comporta como oxidante frente a la mayor parte de las sustancias a casi cualquier pH, pero preferentemente a pH �cidos.
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El agua de mar es una importante fuente de materias primas, principalmente NaCl.
v El agua al ser un magn�fico disolvente contiene una gran cantidad de sales solubilizadas (sobre todo iones Cl-, Na+, Mg2+, SO4=, etc.) llegando en el caso del agua marina de mares abiertos, a concentraciones de entre 6 y 40 g de sal por litro.
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Para la obtenci�n de sal com�n a partir de agua de mar, es necesario eliminar el magnesio que puede contener dicho agua.
v Para ello se precipitan los iones Mg mediante una precipitaci�n selectiva con hidr�xido c�lcico y sulfato s�dico.
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La electr�lisis del NaCl mediante el m�todo del diafragma permite obtener Cl2(g) y Na
f Pues al ser un proceso en disoluci�n acuosa, no se puede obtener Na, sino que la reacci�n de reducci�n es la del H+ a H2
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Los pasos a seguir para la obtenci�n de NaCl a partir de agua de mar son: tratamiento de las materias primas, purificaci�n, concentraci�n y cristalizaci�n.
v Este esquema es aplicable a casi todas las materias primas cristalizables.
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La sal fina se obtiene por evaporaci�n r�pida de salmueras de agua marina.
f La precipitaci�n de las salmueras marinas, produce un NaCl con altos contenidos en otros elementos (Mg, sulfato, etc.) que es necesario eliminar para su purificaci�n.
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El m�todo Solvay consiste en la obtenci�n de NaOH a partir de NaCl.
f Consiste en la obtenci�n de NaCO3 y CaCl2 a partir de NaCl y CaCO3.
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El m�todo Solvay consiste en la obtenci�n de Na2CO3 haciendo pasar NH3 y CO2 sobre una disoluci�n saturada de NaCl, separ�ndolo por filtraci�n y calentamiento.
v El NH3 y el CO2 junto con agua permiten sintetizar "insitu" carbonato �cido de amonio que act�a de intermedio entre la salida de los iones c�lcio y su sustituci�n por Na.
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En el m�todo Solvay se obtiene como producto secundario el cloruro am�nico.
f Se obtiene como producto secundario CaCl2
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En el m�todo Solvay existe una primera etapa de preparaci�n de las materias primas, la fabricaci�n de la sosa propiamente dicha, la recuperaci�n del amoniaco y el almacenamiento de los productos terminados.
f La primer etapa es el acondicioanmiento de las materias primas y la recuperaci�n de los compuestos que no se incorporan a los productos finales (NH3, CO2, etc.)
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En el m�todo Solvay se consume amon�aco y no se recupera posteriormente.
f La ventaja del m�todo Solvay frente al Leblanc, es que el primero recupera todos los subproductos que se van formando durante el proceso, mientras que el segundo no; dando lugar a un volumne muy elevado de compuestos sin interes industrial, ni reutilizables en la propia planta.
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Para obtener Na met�lico, se puede realizar una descomposici�n electrol�tica de la sal (NaCl) fundida o de la misma en disoluci�n acuosa.
f La electrolisis de compuestos i�nicos, como es el caso del NaCl, solo se puede realizar en estado fundido o en disoluci�n. En el primer caso se obtiene Na metal, en el segundo la reacci�n cat�dica produce OH- e H2.
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En la electr�lisis del NaCl la reacci�n an�dica es la de formaci�n del Cl2.
v La reacci�n an�dica o de oxidacii�n es la cesi�n de un electr�n por el i�n cloruro para dar cloro molecular.
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En la electr�lisis �gnea del NaCl la reacci�n cat�dica es la formaci�n de NaOH por reacci�n del Na con agua.
f La electrolisis �gnea se realiza en ausencia de disolventes, por lo que no puede haber agua.
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En la electr�lisis del NaCl por el m�todo del diafragma se obtiene Na amalgamado con Mg.
f Se obtiene NaOH en disoluci�n por reducci�n del H+ a H2 y generaci�n de OH- en el medio.
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Algunos de los m�todos para purificar agua son: destilaci�n, congelaci�n, �smosis inversa, formaci�n de hidratos y m�todos de separaci�n de sales.
v Aunque los m�s empleados son la destilaci�n.
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En la �smosis inversa, m�todo de purificaci�n de agua, se consigue el paso de agua salada (agua + sal) a presi�n a trav�s de membranas selectivas.
f La membrana permite el paso exclusivamente de las mol�culas de agua e impide la de los iones hidratados de la sal.
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La �smosis inversa es un m�todo muy apropiado para obtener concentrados de iones en disoluci�n
f La �smosis inversa es una t�cnica de separaci�n por membranas especialmente indicada para obtener disoluciones muy diluidas, pues las presiones de trabajo aumentan con la concentraci�n, y hacen que el m�todo deje de ser interesante industrialmente.
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La osmosis inversa se utiliza fundamentalmente para obtener agua desalada a partir de agua marina.
v A medida que aumneta la concentraci�n en sal del retenido, es necesario aumentar la presi�n ejercida para que se realice el proceso, lo que hace t�cnica y econ�micamente no viable el proceso; es por ello que la OI se utiliza exclusivamente para obtener agua desalada y no salmueras.
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La electrodi�lisis es un m�todo utilizado para la obtenci�n de salmueras.
v Al basarse en la conductividad del agua, y ser esta proporcional al n�mero de portadores de carga (iones presentes), el m�todo se hace inviable cuando la conductividad (concentraci�n de sales) se hace muy baja. Es por ello que la ED se utiliza para obtener salmueras y no agua desalada.
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Desde el punto de vista industrial, algunos de los compuestos m�s comunes del nitr�geno son el amoniaco, el nitr�geno molecular y el �cido n�trico.
v El �cido n�trico es el segundo compuesto inorg�nico m�s utilizado, seguido del amoniaco. El Nitr�geno molecular es muy utilizado para generar atm�sferas inertes.
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Con el m�todo de Haber-Bosch se obtiene amon�aco a partir de nitr�geno molecular e hidr�geno molecular, con un catalizador adecuado.
v Es el m�todo de s�ntesis del amoniaco por reacci�n directa de sus elementos constitutivos. La neccesidad de un catalizador surge de que al ser una reacci�n exot�rmica su constante de equilibrio a alta temperatura (velocidades de reacci�n altas) es baja siendo muy bajo su rendimiento
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En el m�todo Haber-Bosch, para la obtenci�n del gas de generador se pasa aire sobre coque al rojo, produci�ndose una reacci�n exot�rmica.
v La reacci�n exot�rmica es necesaria para suministrar al sistema la energ�a necesaria para realizar la reacci�n de reducci�n del agua a hidr�geno formandose CO, que es endot�rmica.
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En el m�todo Haber-Bosch, para la obtenci�n del gas de agua se pasa vapor de agua sobre coque, produci�ndose una reacci�n endot�rmica.
v Al ser esta una reacci�n endot�rmica se va relentizando (disminuci�n de la temperatura del sistema y con ello de la velocidad) el proceso por lo que es necesario suministrar energ�a al sistema mediante la combusti�n controlada de parte del carb�n (reacci�n exot�rmica).
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En el m�todo Haber-Bosch, se obtiene el nitr�geno molecular a partir del gas de agua.
f El N2 se obtiene a partir del aire, por eliminaci�n del O2 .
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En el m�todo Haber-Bosch, se obtiene el hidr�geno molecular a partir del gas de generador.
f El H2 se obtiene a partir del gas de agua por reducci�n del H+ a H2.
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En el m�todo Haber-Bosch, para eliminar el CO procedente del gas de generador y el gas de agua, se hace reaccionar dicho CO con vapor de agua en contacto con �xido de hierro.
v Se produce la ocidaci�n del CO a CO2 y la reducci�n del H2O a H2.
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El m�todo Haber-Bosch se puede dividir en cuatro grandes etapas: producci�n de gases, conversi�n, absorci�n de CO2 y CO y formaci�n del amon�aco.
f Realmente falta una quinta etapa de suma importancia y es la separaci�n del amoniaco formado del H2 y N2 sin reaccionar, pues al ser una reacci�n incompleta (aprox 10% de rendimiento) es necesaria la recuperaci�n de las materias primas no reaccionadas para que el proceso sea viable.
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En el m�todo Haber-Bosch, la s�ntesis del amon�aco se produce en un horno de contacto o s�ntesis a 1500 �C.
f La temperatura esta comprendida entre 450 y 600 �C. Pues al ser una reacci�n exot�rmica, se ve fuertemente desplazada hacia la derecha a altas temperaturas.
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El m�todo Haber-Bosch para la s�ntesis de amon�aco, es un proceso exot�rmico que se inhibe al aumentar la temperatura.
v La constante de equilibrio disminuye con la temperatura, lo cual implica un conflicto cin�tica/termodin�mica.
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El gas amon�aco puro se emplea como medio de refrigeraci�n en m�quinas frigor�ficas.
v El alto calor de vaporizacci�n (1,37 KJ/g) solo es superado por el del agua, lo cual lo convierte en un magn�fico fluido refrigerante.
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Para poder utilizar el amon�aco gas como medio de refrigeraci�n, se comprime y se deja expandir en fr�o.
v Al expandirse se evapora adsorviendo una gran cantidad de calor, que es cedido de nuevo durante la etapa de compresi�n siguiente.
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El amoniaco es una valiosa materia prima para la producci�n de �cido sulf�rico.
f El amoniaco no se emplea en la fabricaci�n del �cido sulf�rico.
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El �cido n�trico se fabrica casi exclusivamente por oxidaci�n de amon�aco seg�n el m�todo Ostwald.
v Esto es debido a que la constante de equilibrio del proceso de oxidaci�n directa del nitr�geno es poco eficiente dado que su constante de equilibrio a alta temperatura (velocidad de reacci�n conveniente) es muy baja.
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Para la obtenci�n del �cido sulf�rico por el m�todo de las c�maras de contacto, se emplea un reactor isotermo.
f Se emplea un reactor adiab�tico discont�nuo, con sistema de refrigeraci�n entre etapas. Al ser un proceso fuertemente exot�rmico necesita sistema de refrigeraci�n externo para evitar que la reacci�n se dispare.
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El �cido n�trico se obtiene por oxidaci�n directa del N2 atmosf�rico con O2 y posterior hidrataci�n
f Se obtiene por oxidaci�n del amoniaco a N2O4 y posterior oxirreducci�n a HNO2 y HNO3 con agua
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En el m�todo Ostwald, los pasos a seguir son: combusti�n de amon�aco, absorci�n �cida, absorci�n alcalina, inversi�n de los nitritos y concentraci�n del �cido.
v Los procesos de absorci�n �cida y b�sica junto con la inversi�n de nitritos, tienen por objeto completar lo m�s posible la formaci�n de NO2 para su posterior transformaci�n en HNO3.
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En el m�todo Ostwald, el ox�geno del aire oxida el amoniaco a NO.
v La oxidaci�n directa del nitr�geno no es viable dado su bajo rendimiento.
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En el m�todo Ostwald, en la etapa de absorci�n �cida, la oxidaci�n del NO a NO2 y la formaci�n de HNO3 tiene lugar en grandes torres de absorci�n.
v En realidad estas torres son junto con el horno de contacto el coraz�n del proceso de obtenci�n de HNO3 a partir de NH3.
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En el m�todo Ostwald, la transformaci�n de NO a HNO3 es totalmente cuantitativa.
f Se producen otros compuestos como HNO2, entre otros.
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En el m�todo Ostwald, en la etapa de absorci�n alcalina, los gases que contienen peque�as cantidades de gases nitrosos atraviesan dos torres de absorci�n rociadas con l�quidos alcalinos.
v El objetivo de esta etapa es transformar el NO2 residual en nitrato y nitrito (reacci�n de desproporci�n) para su posterior transformaci�n en NO (se recicla al sistema) y nitrato c�lcico que se comercializa (fertilizante).
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En el m�todo Ostwald, en la etapa de inversi�n de nitritos, se pretende aprovechar todos los nitratos que se obtienen en las etapas anteriores.
f Se transforman los nitritos en nitratos y mon�xido de nitr�geno.
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En el m�todo Ostwald, en la etapa de concentraci�n del �cido n�trico, se hace pasar a dicho �cido (al 50%) por una torre de absorci�n donde se a�ade �cido sulf�rico concentrado. v Se utiliza la capacidad desecante del �cido sulf�rico, dado que el �cido n�trico forma un aze�tropo con el agua y no pueden ser separados por destilaci�n.
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El �cido n�trico es uno de los productos qu�micos b�sicos m�s importantes en la industria inorg�nica e industria org�nica para, por ejemplo, la formaci�n de abonos nitrogenados. v Es el segundo producto inorg�nico desde el punto de vista de su consumo.
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Las fuentes de obtenci�n del azufre son los gases SO2, SH2, sulfuros y sulfatos.
v Solo excepcionalmente se emplea como fuente de azufre sus formas oxidadas, entre las que destaca el yeso (sulfato c�lcico hidratado).
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El �cido sulf�rico se utiliza principalmente en la industria qu�mica como �cido oxidante.
f El �cido sulf�rico se emplean en un gran numero de sectores industriales como son: fertilizantes, refinado del petr�leo, qu�mica inorg�nica y pigmentos, lixiviado del cobre, s�ntesis de pl�sticos y cauchos, pulpa y papel, qu�mica org�nica. Las propiedades como �cido fuerte y deshidratante son las dos m�s requeridas del �cido sulf�rico.
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Un m�todo industrial para obtener �cido sulf�rico es el M�todo de Contacto.
v El m�todo de las camaras de contacto ha desplazado hist�ricamente al de las camaras de plomo menos rentable y mucho m�s contaminante.
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En el m�todo de contacto, se oxida el SH2 directamente con ox�geno.
f Se oxida el SO2 a SO3.
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En el m�todo de contacto, se oxida SO2 directamente con ox�geno, a 400 �C y con catalizador.
v La necesidad del catalizador viene provocada por el conflicto cin�tico/termodin�mico de que al ser una reacci�n exot�rmica disminuye su constante de equilibrio con la temperatura.
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Para obtener SO2 para la producci�n de H2SO4 se hace siempre a partir de azufre como materia prima.
f El S como materia prima se usa exclusivamente en regiones donde hay actividad volc�nica que lo produzca. Es mas corriente emplear pirita u otros sulfuros met�licos.
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En el m�todo de contacto, existen varias etapas consecutivas que son tostaci�n en lecho fluidificado, purificaci�n del gas, oxidaci�n, absorci�n, mezcla y destilaci�n.
f Para la obtenci�n del �cido sulf�rico por el m�todo de las c�maras de contacto no es necesaria la destilaci�n, pues este �cido se obtiene por hidrataci�n del SO3.
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En el m�todo de contacto, en la etapa de oxidaci�n, no es necesario controlar la temperatura del horno de contacto.
f Si, pues si la temperatura aumenta mucho, el rendimiento del proceso disminuye.
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El carbono tiene dos formas alotr�picas que son el grafito y el carb�n.
v El carb�n no es una forma alotr�pica del carbono, al ser una fase amorfa.
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El estado elemental del carbono es el diamante o el grafito.
v El grafito como fase estable en condiciones de baja temperatura y presi�n y el diamante en condiciones de alta temperatura y presi�n.
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El diamante tiene un bajo punto de fusi�n y de ebullici�n.
f Es un cristal covalente, con una altisima energ�a de enlace, donde cada �tomo de carbono se encuentra unido a otros cuatro, dando lugar a una red tetraedrica tridimensional. Para fundir el diamante hay que romper una parte condiderable de los enlaces de la red.
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El diamante es inerte, es decir, es insoluble e inatacable por �cidos y bases.
f Con aire: Vigorosa; CO2 Con H2O: No reacciona Con HCl 6M: No reacciona Con HNO3 15M: Suave; con calor para dar C6(COOH)6 Con NaOH 6M: No reacciona
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El grafito tiene las mismas propiedades mec�nicas y t�rmicas tanto en la direcci�n perpendicular como paralela a sus l�minas.
f Es una sustancia anisotropa, donde sus propiedades son diferentes en direcci�n paralela -conductora, ductil- o perpendicular -aislante electrico, no ductil- a la lamina.
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La conductividad el�ctrica del grafito es alta en la direcci�n paralela a sus l�minas.
v Pueden moverse los electrones de los orbitales pi deslocalizados entre toda la l�mina - comportamiento de conductor met�lico- al aplicar una peque�a diferencia de potencial.
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El grafito es resistente al ataque de �cidos y bases no oxidantes.
v El grafito es uno de los materiales m�s dificiles de atacar.
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El carb�n activo es un tipo de carb�n natural que tiene alta superficie espec�fica.
f El carb�n activo es un carb�n sint�tico, obtenido por tratamiento (generalmente t�rmico) de residuos hidrocarbonados de materiales vegetales.
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El carb�n activo es un tipo de carb�n artificial que tiene alta superficie espec�fica.
v La perdida de otros componentes no carbonosos de la materia vegetal favorece la formaci�n de porosidad.
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El carb�n activo tiene muy buenas propiedades absorbentes, por lo que se utiliza como decolorante y soporte de catalizador.
v El carb�n activo es un carb�n sint�tico, obtenido por tratamiento (generalmente t�rmico) de residuos hidrocarbonados de materiales vegetales.
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El tipo de carb�n natural se clasifica en funci�n del color que tenga.
f Se clasifican en funci�n del contenido en carbono y de la potencia calorifica que produzcan al arder.
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La turba es el carb�n que contiene m�s cantidad de carbono.
f Es el carb�n con menor contenido en carbono (aprox 50%)
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El carb�n con mayor poder calor�fico es la antracita, al ser el que tiene mayor contenido en carbono.
v El carb�n con mayor poder calor�fico es la hulla (aprox 3,5 % m�s poder calorifico.
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La pirogenaci�n del carb�n consiste en el tratamiento de carb�n (hulla) con grandes cantidades de ox�geno.
f Se realiza en ausencia de ox�geno.
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La pirogenaci�n del carb�n consiste en el tratamiento de carb�n (hulla) en ausencia de ox�geno.
v Es una reacci�n de reordenaci�n del esqueleto carbonoso del carb�n, as� como la perdida de otras sustancias no carbonosas.
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La pirogenaci�n del carb�n (hulla) es una t�cnica de aprovechamiento industrial del carb�n.
v Es el m�todo de obtenci�n de coque.
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La pirogenaci�n del carb�n consiste en el calentamiento a altas temperaturas (1000 �C) para obtener un residuo carbonoso s�lido denominado coque.
f El coque se obtiene a temperaturas inferiores a los 1000�c, temperatura a la que comienza la grafitizaci�n del coque, y con ello la perdida de propiedades.
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El coque es un buen combustible, tiene alto contenido en carbono pero tiene muy baja porosidad.
f Tiene una alta porosidad producida por la formaci�n de gases en su interior durante el proceso de reblandecimiento a alta temperatura.
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El coque es un carb�n sint�tico obtenido por tratamiento t�rmico en ausencia de aire de la hulla
v La coquizaci�n es un proceso pirol�tico por el cual se aumenta el contenido en carbono, la resistencia mec�nica y la porosidad de la hulla.
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En la pirogenaci�n del carb�n, se realiza una desorci�n de gases fisisorbidos a 100 �C.
v La pirogenaci�n es una t�cnica por la cual materiales, generalmente vegetales, son tratados a alta tempertura en ausencia de aire (carboneras)
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En la pirogenaci�n del carb�n, entre 500-600 �C, se forman part�culas independientes formadas por unidades C12, que es el coque bien aglomerado.
v Despolimerizaci�n del componente arom�tico de la hulla. Particulas de C12 con desprendimiento de H2
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El CO se emplea como agente reducto, combustible y reactivo.
v El CO, al ser un gas es mucho m�s reactivo (cin�tica m�s r�pida) que el carb�n
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La hidrogenaci�n del carb�n se emplea para obtener coque.
f La hidrogenaci�n del carb�n se empleapara su gasificaci�n, y obtenci�n de fracciones similares a las del petr�leo.
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En la pirogenaci�n del carb�n, a temperaturas mayores de 1000 �C se produce grafitizaci�n.
v Existe una reestructuraci�n de las unidades C12, dando lugar a laminas de gr�fito, disminuyendo con ello la resistencia mec�nica y la porosidad del coque.
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La s�lice tiene buenas propiedades como adsorbente y soporte para el transporte de otro tipo de productos.
f Dependiendo de que tipo de s�lice sea es cierta o no la afirmaci�n. Las silices naturales tienen baja porosidad y superficie espec�fica, por lo que no es cierto el enunciado. Algunas silices sinteticas (aerosiles,silices pirogenicas,etc.) tienen una altisima superficie y si cumplen con el enunciado
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Los silicatos son las sales de los �cidos sil�cicos.
f Los silicatos son oxidos mixtos de silicio con algun otro metal (Al, Ca, Na, ...)
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Los vidrios son materiales s�lidos obtenidos por enfriamiento brusco de s�lice.
v El enfriamiento brusco evita que los tetraedros de SiO4 se coloquen en posiciones de minima energia, dando lugar a un cristal. Generalmente contienen otros cationes metalicos (Na, Ca, etc.) y no metalicos (P)
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En los vidrios los elementos formadores de red tienen alta carga y bajo radio.
v Los cationes con alta carga y bajo radio suelen tener coordinaci�n tetra�drica y ser por lo tanto formadores de la red de silice de los v�drios.
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El proceso de templado de un vidrio consiste en el enfriamiento brusco del mismo para evitar la formaci�n de cristales.
f Es el calentamiento hasta temperatura un poco inferiores a las de reblandecimiento, permanencia a esa temperatura durante un cierto tiempo y posteriormente enfriameinto lento hasta temperatura ambiente.
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Las arcillas son materiales de gran tama�o de part�cula.
f Su dimensi�n caracter�stica esta comprendida entre la centesima y la millonesima de milimetro.
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El tratamiento de las arcillas a alta temperatura da lugar a materiales cer�micos.
v Los materiales cer�micos tradicionales son mezclas de arcillas y otros silicatos, que por trataminto t�rmico dan lugar a nuevas fases r�gidas
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Las arcillas se caracterizan por ser pl�sticas a temperatura ambiente cuando se las mezcla con agua.
vLas arcillas mezcladas com agua, dan lugar a una pasta facilmente conformable
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