El ácido sulfúrico El ácido sulfúrico El ácido nítrico El ácido nítrico

El ácido sulfúrico El ácido sulfúrico El ácido nítrico El ácido nítrico

DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y QUÍMICA
PROFESOR: LUIS RUIZ MARTÍN
QUÍMICA 2º DE BACHILLERATO
ESTUDIO DE ALGUNOS ÁCIDOS Y BASES DE INTERÉS INDUSTRIAL
Y EN LA VIDA COTIDIANA
El ácido sulfúrico
El ácido sulfúrico, H2SO4, es un líquido incoloro y viscoso (antiguamente se conocía como aceite de vitriolo)
cuyas disoluciones acuosas tienen carácter ácido fuerte. Es uno de los productos básicos de la industria química ya que
tiene aplicación en la fabricación de fertilizantes, colorantes, detergentes, productos petroquímicos, fibras textiles,
explosivos, etc. Se emplea mucho como agente deshidratante y en la fabricación de acumuladores eléctricos.
Uno de los procesos industriales para fabricarlo es el llamado “método de contacto”, en el que se produce la
oxidación catalítica de SO2 en presencia de O2 para producir SO3. Las etapas del proceso son las siguientes:
Las ecuaciones correspondientes serían:
1ª Etapa
S(s) + O2(g) → SO2 (g)
2ª Etapa
Pt
2SO2(g) + O2(g) →
2SO3(g)
3ª Etapa
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)
El ácido nítrico
El ácido nítrico, HNO3, es un líquido incoloro, muy soluble en agua. Es un poderoso agente oxidante capaz de
reaccionar con muchos metales y no metales. Se utiliza en la fabricación de fertilizantes, medicamentos, colorantes,
explosivos, etc.
Se prepara industrialmente mediante el llamado proceso “Ostwald”, que parte del amoníaco y utiliza altas
temperaturas y catalizadores adecuados. Las etapas son las siguientes:
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Las ecuaciones químicas correspondientes serían:
ºC
Pt/ Rh−800


→ 4NO(g) + 6H2O(g)
1ª Etapa
4NH3(g) + 5O2(g)
2ª Etapa
2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)
3ª Etapa
3NO2(g) + H2O(g) → 2HNO3(g) + NO(g)
El NO que se obtiene como producto se vuelve a reciclar y pasa de nuevo por el proceso 2
El amoníaco
El amoníaco, NH3, es un gas incoloro, de característico olor sofocante y muy soluble en agua. Se utiliza como
materia prima en la fabricación de fertilizantes, fibras sintéticas, materiales plásticos, tintes, pegamentos, explosivos,
productos farmacéuticos, ácido nítrico, etc.
La disolución de amoníaco en agua tiene usos domésticos, para limpieza. El amoníaco líquido se emplea en
máquinas frigoríficas y en la fabricación de hielo. También se emplea como diosolovente sustituyendo al agua en
ocasiones. Por ejemplo, el amoníaco puede disolver los m,etales alcalinos y alcalinoterreos sin que sufran
transformaciones.
Se obtiene industrialmente mediante el proceso “Haber”, que consiste en la síntesis catalítica a partir de
nitrógeno e hidrógeno.
N2(g) + 3H2(g) ⇄ NH3(g)
0
∆H = –92’6 kJ
El nitrógeno se obtiene del aire atmosférico y el hidrógeno se produce mediante reacción del agua con carbón a
alta temperatura o como resultado de ciertos procesos de refino del petróleo. De acuerdo con el principio de Lechatelier,
para desplazar el equilibrio a la derecha y favorecer la producción de NH3, es preciso, en principio, elevar la presión total
y realizar la reacción a baja temperatura.
El ácido clorhídrico
A temperatura ordinaria, el HCl puro es un gas incoloro. Su falta de reactividad contrasta con la gran reactividad
química cuando el HCl está en medio acuoso. El HCl es muy soluble en agua (a presión y temperatura ordinarias,
alrededor de 500 mL de gas HCl se pueden disolver en 100 mL de agua). Cuando la disolución está concentrada
produce humos al aire (ácido clorhídrico fumante) porque el gas que se desprende forma, con le vapor de agua de la
atmósfera finas gotas de disolución.
Se obtiene industrialmente mediante síntesis directa, quemando hidrógeno en atmósfera de cloro, el HCl
resultante se disuelve en agua y las disoluciones saturadas se venden en garrafas de vidrio.
El problema de la lluvia ácida y sus consecuencias
Uno de los problemas ecológicos más graves que se vive en los países industrializados es la acidificación del
agua de lluvia, o incluso de las nieblas y rocíos. El pH de lluvia no contaminada es 5’6, es decir, ligeramente ácido,
debido a que siempre disuelve dióxido de carbono presente en la atmósfera. En zonas cercanas a las centrales térmicas
de carbón se han detectado aguas de lluvia con valores de pH inferiores a 4’5 e incluso más bajos. Eso supone una
acidez mucho mayor que la del agua normal de lluvia.
El origen más importante de estas lluvias está en el dióxido de azufre que escapa a la atmósfera en algunos
procesos químicos industriales. Por ejemplo, el azufre se encuentra impurificando el carbón que se quema en las
centrales térmicas, o en las coquerías que producen el carbón de coke para los altos hornos. Al mismo tiempo que se
quema el carbón, también se quema el azufre y se produciéndose dióxido de azufre que va a la atmósfera. Este es
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oxidado con el oxígeno de l aire, pasando a trióxido de azufre que, mezclado con el agua, forma ácido sulfúrico. Otro
proceso importante que contribuye a la acidificación del agua es la formación de ácido nítrico. Esto ocurre a partir del
nitrógeno atmosférico que, a la temperatura elevada a la que se produce la combustión, puede producir óxidos de
nitrógeno que, al oxidarse en la atmósfera, dan lugar al ácido nítrico.
La lluvia acidificada, o lluvia ácida, puede actuar directamente sobre la vegetación, atacando a las hojas de
forma que éstas queden mucho más débiles y puedan ser atacadas por enfermedades. Además de este ataque directo,
resulta también muy importante, la acción que tiene la lluvia sobre el suelo y sobre las aguas recogidas en lagos y
lagunas. Cuando los suelos tienen una composición básica, por ejemplo, cuando son suelos calcáreos, pueden
neutralizar el agua de lluvia y de alguna manera, contrarrestar sus efectos, aunque al cabo del tiempo termine por
agotarse el efecto neutralizador del suelo. Cuando la composición del suelo no es básica, no puede compensar la acidez
de la lluvia y eso modifica la composición del suelo, dando lugar a la disolución de algunas sustancias que aportan iones
metálicos como el plomo (II) o (IV), el cadmio, el cinc, el manganeso (II) o el aluminio. Estos iones son absorbidos por las
plantas por lo que se incorporan ala cadena trófica y pueden legar hasta el hombre, al mismo tiempo que dañan a las
plantas pues dificultan la adquisición de iones esenciales para su crecimiento.
Hay un problema añadido que es el hecho de que la lluvia cae en lugares distantes a donde se origina. Los
vientos llevan las nubes lejos, incluso a países distintos y allí es donde se perciben sus efectos. Esto ha dado lugar a
conflictos internacionales como los que enfrentan a Canadá con los estados unidos, y a los países escandinavos con le
Reino Unido. Los gases que emite este último país puede provocar lluvias ácidas que caen sobre los grandes bosques
escandinavos. El hecho puso en alerta a los gobiernos y a la opinión pública de estos países, que denunciaron el caso
ante los organismos internacionales.
Bibliografía
Física y química 1º de Bach Elzevir 1995
Química 2º Bach Edebé 2008
Química 2º Bach Edebé 2003
J. Sancho. Química General. Librería Internacional de Romo. Madrid 1976. Pp 331 332
E. Gutiérrez. Química Inorgánica. Reverté 1978
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