Procesos Químicos Industriales: Refinado, Polimerización y Más
Refinado del Crudo
El procesado y refinado del crudo involucra una serie de transformaciones químicas clave:
- Alquilación
- Hidrogenación
- Isomerización
- Reformado
- Oxidación
- Halogenación
- Hidratación
- Deshidratación
- Nitración
- Esterificación
Polimerización por Condensación
Ejemplos notables de polímeros obtenidos por condensación incluyen:
- Polietilenglicol
- Siliconas
- Baquelita
- Poliésteres
- Poliamidas
Producción de Ácido Nítrico (Proceso de Oswald)
La reacción fundamental en la producción de ácido nítrico es:
3NO2 + H2O —-> 2HNO3 + NO
Síntesis de Amoníaco (Proceso de Haber)
La síntesis de amoníaco se representa por la siguiente ecuación:
N2 + 3H2 —> 2NH3
Ácido Sulfúrico
El ácido sulfúrico (H2SO4) es un compuesto químico fundamental en numerosas aplicaciones industriales.
Industria del Cloro-Álcali
La producción de cloro e hidróxido sódico (sosa cáustica) se realiza mediante la electrólisis de salmuera. Se emplean principalmente dos tipos de celdas electrolíticas:
- Celdas de diafragma: Utilizan un diafragma de amianto para separar los productos generados en el ánodo y el cátodo.
- Celdas de mercurio: En estas celdas, el cloro gaseoso se produce en el ánodo, similar a las celdas de diafragma.
Materiales y Contaminación
Arcillas
Las arcillas son silicatos y aluminosilicatos laminares, formados por la erosión de rocas como el granito.
Vidrio Fotocrómico
(Se sugiere ampliar esta sección con información sobre la composición y propiedades del vidrio fotocrómico).
Principales Contaminantes Atmosféricos
- Monóxido de carbono (CO): Es el contaminante más abundante en la capa baja de la atmósfera. Es incoloro, inodoro e insípido, y se produce por combustiones incompletas.
- Óxidos de azufre (SOx): El dióxido de azufre (SO2) es el más común. Se genera en la combustión de carbón, petróleo y en procesos de fundición de metales.
- Óxidos de nitrógeno (NOx): El óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) son tóxicos. Su principal fuente son las combustiones a alta temperatura.
- Dióxido de carbono (CO2): Es un componente natural de la atmósfera, pero su aumento debido a actividades industriales es un problema ambiental significativo.
Análisis Instrumental y Criterios de Calidad
Instrumentos para el Análisis
Los instrumentos analíticos típicos incluyen:
- Generadores de señales
- Detectores (transductores de entrada)
- Procesadores de señales
- Dispositivos de lectura
Criterios de Calidad en Análisis Químico
- Precisión: Se refiere al grado de concordancia entre datos obtenidos de la misma manera. Se evalúa mediante la desviación estándar absoluta.
- Exactitud: Indica la cercanía de un resultado al valor verdadero. Se mide a través del error absoluto sistemático.
- Sensibilidad: Es la capacidad de un método para discriminar entre pequeñas diferencias en la concentración del analito.
- Límite de detección: Es la concentración o cantidad mínima de analito que puede detectarse con un nivel de confianza determinado.
- Intervalo de concentración aplicable: Abarca desde la concentración mínima cuantificable hasta la concentración donde la curva de calibrado deja de ser lineal.
- Selectividad: Indica el grado de ausencia de interferencias de otras especies presentes en la muestra.
Destrucción de la Capa de Ozono
Hace miles de millones de años, la atmósfera terrestre primitiva estaba compuesta principalmente de amoníaco, metano y agua, con muy poco oxígeno libre (O2). Con el tiempo, la concentración de O2 aumentó debido a la fotosíntesis y la fotodescomposición del agua. El ozono (O3) se forma en la atmósfera mediante un proceso que requiere O2 y radiación solar:
O2(g) + hv → O(g) + O(g)
O(g) + O2(g) → O3(g)
La mayor parte del ozono se encuentra en la estratosfera. El ozono absorbe la radiación ultravioleta (UV) de onda corta (200-300 nm), actuando como un escudo protector:
O3(g) + hv → O(g) + O2(g)
Sin esta protección, la vida en la Tierra se vería gravemente afectada. Los clorofluorocarbonos (CFC), conocidos comercialmente como freones (CFCl3, CF2Cl2, etc.), se han utilizado ampliamente como propelentes, refrigerantes y disolventes. Una vez liberados, se difunden a la estratosfera, donde la radiación UV los descompone:
CFCl3 → CFCl2 + Cl
CF2Cl2 → CF2Cl + Cl
Los átomos de cloro liberados catalizan la destrucción del ozono:
Cl + O3 → ClO + O2
ClO + O → Cl + O2
El resultado neto es:
O3 + O → 2 O2
El cloro (Cl) actúa como catalizador, y el monóxido de cloro (ClO) es un intermediario en este proceso. La detección de ClO en la estratosfera ha confirmado este mecanismo de destrucción del ozono.