4. LA QUÍMICA EN LA SOCIEDAD

4. LA QUÍMICA EN LA SOCIEDAD 4.1. La industria química básica 4.2. Química y medio ambiente 4.3. Química farmacéutica

4.Química en la sociedad La industria química básica Metalurgia. H2SO4 Ácido sulfúrico. Amoniaco NH3. Química y Medioambiente. Contaminación química. Tierra y aguas. Lluvia ácida. Efecto invernadero. Capa de ozono. Quimica farmaceutica. Medicamentos. Ingenieria genética.

4.1. La industria química básica 4.1.1 Metalurgia 4.1.2 Ácido sulfúrico 4.1.3 Amoníaco

4.1.1. La metalurgia Definición: Es el conjunto de técnicas para la extracción, tratamiento y obtención de metales

Procesos metalúrgicos La metalurgia consta de dos procesos: Concentración. Consiste en separar el mineral rico en el metal (mena) del resto de minerales y rocas que lo acompañan en la mina (ganga) Refinado. Es el conjunto de procesos por el que la mena, ya separada de la ganga, es tratada para obtener el metal puro o casi puro.

Tipos de procesos de concentración Mecánicos: Gravedad Flotación Magnéticos Químicos Altos hornos Amalgamación Eléctricos

Concentración mecánica por gravedad Es el más sencillo de todos. Se basa en la diferencia de densidad entre los metales y los demás materiales con los que están mezclados en la roca. Cuando se tritura el mineral o el concentrado de mineral y se suspende en agua o en un chorro de aire, las partículas de metal, más pesadas, caen al fondo de la cámara de procesado y el agua o el aire se llevan la ganga (material residual), más ligera. Por ejemplo, la técnica de los buscadores de oro para separar el metal de las arenas auríferas mediante cribado, es un proceso de separación por gravedad a pequeña escala.

Concentración mecánica por flotación La flotación es hoy el método más importante de concentración mecánica. En su forma más simple, es un proceso de gravedad modificado en el que el mineral metálico finamente triturado se mezcla con un líquido. El metal o compuesto metálico suele flotar, mientras que la ganga se va al fondo. Otras veces ocurre lo contrario, como aparece en la foto del libro. En la mayoría de los procesos de flotación modernos se emplean aceites u otros agentes tensioactivos para ayudar a flotar al metal. Esto permite que floten en agua sustancias de cierto peso.

Concentración mecánica por magnetismo Los minerales con propiedades magnéticas muy marcadas, como la magnetita, se concentran por medio de electroimanes que atraen el metal pero no la ganga.

Concentración química Los métodos de separación o concentración química son en general los más importantes desde el punto de vista económico. Hoy, esta separación se utiliza con frecuencia como segunda etapa del proceso, después de la concentración mecánica. Tipos: Fundición Amalgamación

Tipos de concentración química Fundición: La fundición proporciona un tonelaje mayor de metal refinado que cualquier otro proceso. Aquí, el mineral metálico, o el concentrado de un proceso de separación mecánica, se calienta a elevadas temperaturas junto con un agente reductor y un fundente. El agente reductor se combina con el metal puro, mientras que el fundente se combina con la ganga para formar una escoria líquida a la temperatura de fundición, por lo que puede retirarse de la superficie del metal. Un ejemplo es la producción de hierro en los altos hornos Amalgamación: es un proceso metalúrgico que utiliza mercurio para disolver plata u oro formando una amalgama.

Concentración eléctrica La concentración electrostática utiliza un campo eléctrico para separar compuestos de propiedades eléctricas diferentes, aprovechando la atracción entre cargas opuestas y la repulsión entre cargas iguales.

El refinado El refinado es el conjunto de procesos por el que la mena, ya separada de la ganga, es tratada para obtener el metal puro o casi puro. Existen muchos procesos de refinado, los más comunes son: Fundiciones de altos hornos Amalgamación

Metalurgia Concentración: Refinado: Consta de dos procesos Separación entre mena y ganga Refinado: Obtención del metal puro

4.1.2. Ácido sulfúrico El ácido sulfúrico, de fórmula H2SO4 es un ácido fuerte, muy corrosivo, líquido, soluble en agua, que hierve a 340 ºC y congela a 10.8 ºC, llamado antiguamente aceite de vitriolo, tiene múltiples aplicaciones en el laboratorio y en la industria, hasta tal punto que el consumo de ácido sulfúrico puede considerarse un índice de la riqueza industrial de una nación. En la industria se emplea para la fabricación de abonos, de superfosfatos, de detergentes, de fibras sintéticas, pinturas, baterías de automóviles, refinado de metales y de petróleo etc.

4.1.2. Ácido sulfúrico Existen dos métodos para la obtención de ácido sulfúrico, ambos parten de azufre (S8 ) o pirita(Fe2S): Método de las cámaras de plomo Método de contacto

4.1.2. Ácido sulfúrico Método de las cámaras de plomo El azufre o la pirita se queman en grandes torres de ladrillo recubiertas interiormente con plomo. La combustión produce dióxido de azufre que en el aire reacciona con oxígeno, óxidos de nitrógeno y vapor de agua, produciendo gotitas de ácido sulfúrico que caen al fondo de las torres. Los óxidos de nitrógeno se recuperan de los gases y se reintroducen en las cámaras de plomo. El ácido sulfúrico así obtenido es una disolución al 65 % en agua. Este método cada vez es menos empleado.

4.1.2. Ácido sulfúrico Método de contacto La combustión de la pirita o el azufre en un horno produce dióxido de azufre. Este dióxido de azufre se hace pasar a unas cámaras donde se oxida con aire y un catalizador a 400 ºC para obtener trióxido de azufre, que se disuelve en agua con ácido sulfúrico. Dependiendo de la cantidad de agua y ácido sulfúrico que se añade al trióxido de azufre se obtiene ácido sulfúrico de distinta concentración. Normalmente se emplean dos catalizadores, uno, más barato, de óxido de vanadio y después otro más caro y efectivo, normalmente platino. Este es el método más empleado en la actualidad. S8 + 8O2 ------8SO2 2SO2 + O2 -------2SO3 SO3 +H2O-------- H2SO4

Método de las cámaras de plomo Método de contacto H2SO4 Métodos de obtención Método de las cámaras de plomo Método de contacto Obtención de ácido sulfúrico con un 65% d pureza Proceso catalizado por platino y vanadio. 98% de pureza

4.1.3. Amoniaco El amoniaco, de fórmula NH3 es un gas de olor picante, que hierve a -33 ºC y congela a -78 ºC. Normalmente se encuentra en disolución acuosa al 30 o 40 %. Aunque es conocido en los hogares por emplearse su disolución, que es fuertemente alcalina, en la limpieza doméstica, sus aplicaciones lo hacen un componente básico en la industria. Se emplea fundamentalmente como fertilizante, bien puro, en forma de urea, o de ácido nítrico (HNO3). Para la obtención del ácido nítrico se necesita, además de amoniaco, ácido sulfúrico. El ácido nítrico es empleado también como fertilizante y en la fabricación de explosivos.

4.1.3. Amoniaco Industrialmente el amoniaco se obtiene mediante el método de Bosch - Haber, en el que se mezclan nitrógeno e hidrógeno, a más de 200 atm de presión y 200 ºC de temperatura, en presencia de un catalizador que contiene hierro. El proceso Haber produce más de 100 millones de toneladas de fertilizante de nitrógeno al año. El 0,75% del consumo total de energía mundial en un año se destina a este proceso. Los fertilizantes que se obtienen son responsables por el sustento de más de un tercio de la población mundial, así como varios problemas ecológicos.