Aplicaciones de La Química

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Página 1 PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES DE IMPORTANCIA REGIONAL Y NACIONAL. APLICACIONES DE LA QUÍMICA. Combustibles y carburantes. Los combustibles son cuerpos capaces de combinarse con él oxigeno con desprendimiento de calor. Los productos de la combustión son generalmente gaseosos. Por razones practicas, la combustión no debe ser ni muy rápida ni demasiado lenta. Puede hacerse una distinción entre los combustibles quemados en los hogares y los carburantes utilizados en los motores de explosión; aunque todos los carburantes pueden ser empleados como combustibles, no ocurre lo mismo a la viceversa. Clasificación y utilización de los combustibles: Los distintos combustibles y carburantes utilizados pueden ser: sólidos, líquidos o gaseosos. Combustibles sólidos. Carbones naturales: Los carbones naturales proceden de la transformación lenta, fuera del contacto con el aire, de grandes masas vegetales acumuladas en ciertas regiones durante las épocas geológicas. El proceso de carbonización, en unos casos, muy antiguo, además de que influyen otros factores, como las condiciones del medio ambiente y el tipo de vegetal original. Se han emitido numerosas teorías para explicar la formación de las minas de carbón, pero ninguna es totalmente satisfactoria. Madera: La madera se utiliza sobre todo en la calefacción domestica. En los hogares industriales, salvo en los países en que es muy abundante, no suele emplearse. Combustibles líquidos. Petróleo: Se encuentra en ciertas regiones del globo (Estados Unidos, Venezuela, U.R.S.S., etc.) en yacimientos subterráneos, se extrae haciendo perforaciones que pueden alcanzar los 7000 m de profundidad. Él petróleo bruto, que contiene agua y arena, es llevado a unos recipientes de decantación; si no se refina en el lugar de

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Pgina 1 PROCESOS QUMICOS INDUSTRIALES DE IMPORTANCIA REGIONAL Y NACIONAL. APLICACIONES DE LA QUMICA. Combustibles y carburantes. Los combustibles son cuerpos capaces de combinarse con l oxigeno condesprendimientodecalor.Losproductosdelacombustinson generalmentegaseosos.Porrazonespracticas,lacombustinno debe ser ni muy rpida ni demasiado lenta. Puede hacerse una distincin entre los combustibles quemados en los hogaresyloscarburantesutilizadosenlosmotoresdeexplosin; aunquetodosloscarburantespuedenserempleadoscomo combustibles, no ocurre lo mismo a la viceversa. Clasificacin y utilizacin de los combustibles: Losdistintoscombustiblesycarburantesutilizadospuedenser: slidos, lquidos o gaseosos. Combustibles slidos. Carbones naturales:Los carbones naturales proceden de la transformacin lenta, fuera del contactoconelaire,degrandesmasasvegetalesacumuladasen ciertasregionesdurantelaspocasgeolgicas.Elprocesode carbonizacin,enunoscasos,muyantiguo,ademsdequeinfluyen otros factores, como las condiciones del medio ambiente y el tipo de vegetaloriginal.Sehanemitidonumerosasteorasparaexplicarla formacindelasminasdecarbn,peroningunaestotalmente satisfactoria.

Madera:La madera se utiliza sobre todo en la calefaccin domestica. En loshogaresindustriales,salvoenlospasesenqueesmuy abundante, no suele emplearse. Combustibles lquidos. Petrleo: Seencuentraenciertasregionesdelglobo(EstadosUnidos, Venezuela,U.R.S.S.,etc.)enyacimientossubterrneos,seextrae haciendoperforacionesquepuedenalcanzarlos7000mde profundidad. l petrleo bruto, que contiene agua y arena, es llevado aunosrecipientesdedecantacin;sinoserefinaenellugarde Pgina 2 extraccin, es transportado por medio de tuberas de acero estirado, deundimetrointeriorde5a35cm,quesonlosllamados oleoductos o pipelines. Elpetrleobruto,liquidodeaspectomuyvariable,esunamezcla extremadamentecomplejadenumerososhidrocarburos,con pequeascantidadesdeotrassustancias.Segnsuorigen, predominanloshidrocarburossaturadosoloshidrocarburoscclicos; pero en todos los petrleos los dos tipos de hidrocarburos existen en proporciones muy variables. Combustibles gaseosos. Gas natural: Enelinteriordelacortezaterrestreexistenbolsasque contienen cantidades importantes de gases combustibles cuyo origen esprobablementeanlogoaldelospetrleos.Lapresindeestos gases suele ser elevada, lo cual permite su distribucin econmica a regiones extensas. Estn constituidos principalmente por metano, con pequeascantidadesdebutano,yaunporhidrocarburoslquidos. Estos, una vez extrados, constituyen un buen manantial de gasolina. Butano y Propano: Seextraendelpetrleobruto,enelqueseencuentran disueltos.Tambinseoriginanenlasdiversasoperacionesdel tratamientodelospetrleos.Sonfcilmentelicuablesaunapresin bajaypuedentransportarseenestadoliquidoenrecipientes metlicosligeros.Sonutilizadoscomogasesdomsticosenlas regiones donde no existe distribucin de gas del alumbrado. Hidrgeno: Elhidrgenopuro,generalmenteproducidoporelectrlisisdel agua, no se utiliza como combustible mas que en soldadura autgena yenlafabricacindepiedraspreciosassintticas.Enestecasoes irreemplazable:comonocontienecarbono,noexisteelpeligrode que altere la transparencia de las piedras. Acetileno: Seobtieneporaccindelaguasobreelcarburodecalcio.Da unallamamuycalienteymuybrillante.Seempleaensoldaduray paraelalumbrado;peroestassonaplicacionesaccesorias:el acetilenoes,sobretodo,unintermediarioimportanteennumerosas sntesis qumicas industriales. INDUSTRIAS ORGANICAS. Pgina 3 Grasas: Las grasas estn constituidas por cidos orgnicosde largas cadenas quecontienede4a22tomosdecarbonoensumolcula, combinadosenformadeesteresconlaglicerina.Enlassubstancias grasasnaturalesnoseencuentranmasquecidosgrasosconun numeropardetomosdecarbono.Losprincipalescidos encontradosenlassubstanciasgrasassonloscidosbutirico, palmitico, estearico, oleico y linoleico. Laalimentacinconsumelamayorpartedelassustanciasgrasas, perolafabricacindelosjabonesydetergentes,ascomoladelas pinturas,absorbentambingrandescantidades;lasgrasas constituyen,adems,lanicafuenteimportantedeglicerina, necesariaparalafabricacindemateriasplsticasyexplosivos; finalmente, las sustancias grasas se utilizan en la fabricacin de velas yenlapreparacindepomadasfarmacuticasyproductosde belleza. Se clasifican en: SUSTANCIAS GRASAS VEGETALES: Slidas:a) Manteca de cacao. b) Sebo vegetal de China. c) Sebo de Borneo Semislidas: a) Aceite de nuez de coco. b) Aceite de palmiche. c) Aceite de palma. Liquidas: @ No secantes:a) Aceite de oliva b) Aceite de cacahuate. c) Aceite de ricino. d) Aceite de colza. e) Aceite de nabo. @ Semisecantes: a) Aceite de algodn. b) Aceite de ssamo. c) Aceite de maz. d) Aceite de girasol. @ Secantes: a) aceite de soja b) Aceite de crtamo. c) Aceite de clavel. Pgina 4 d) Aceite de hevea. e) Aceite de linaza. f) Aceite de tung. SUSTANCIAS GRASAS ANIMALES. Slidas: a) Manteca de vaca. b) Manteca de cerdo. c) Sebos. d) Grasa de huevos. e) Grasa de lana. Liquidas: a) Aceite de pezuas. b) Aceite de arenque. c) Aceite de sardina. d) Aceite de ballena. e) Aceite de foca. Se utilizan tres procedimientos para extraer las sustancias grasas de lostejidosvegetalesoanimalesquelascontienen.Puedehacerce porsimplefusin,ensecooenpresenciadeagua:elcalorhace estallarlasclulasyelaceiteolagrasafundidaseseparadelas impurezasporsudistintadensidad.Esteprocedimientodefusines l mas empleado en sustancias grasas de origen animal (exceptuando lasmantecas).Lasgrasasyaceitesvegetalessuelenobtenersepor presin,enfrosisetratadeunaceite,yencalienteenelcasode una grasa. La presin hace explotar las clulas y la sustancia grasa se derrama.Laextraccinpordisolventesdamejoresrendimientos.El procedimientoconsisteensometerlamateriaprima,previamente reducidaapolvo,alaaccindeundisolventedelassustancias grasas.Sefiltraluegoparaseparaladisolucindelosresiduos vegetales,yeldisolventeserecuperapordestilacinyvuelvea entrarenelproceso.Comolaoperacinsepuederepetirmuchas veces, se llega a extraer la casi totalidad de las sustancias grasas, lo quenoseconsigueconsimplepresin.Losdisolventesempleados son la gasolina, el tricloroetileno y el sulfuro de carbono. La disolucin de las sustancias grasasse efecta en caliente. Lasgrasasobtenidasporpresinsondemascalidadquelas obtenidasporextraccincondisolventes,yporesosedestinana finesalimenticios.Lastortasprensadassevuelvenaprensar frecuentemente a presiones mas elevadas, y se obtiene as un aceite deinferiorcalidad.Generalmentesecombinanambos procedimientos, para lo cual se someten a extraccin con disolventes los residuos de la presin. Los residuos de extraccin se utilizan como Pgina 5 alimentos para el ganado (tortas de cacahuate)como abonos (tortas de pescado). Lasgrasasylosaceitesextradosporcualquieradelos procedimientosanterioreshandesometerse,especialmentesise destinanalaalimentacin,aunrefinadoopurificacin.La coagulacintieneporobjetoprecipitarlosmuclagosyotras impurezascontenidasenelaceiteoenlagrasa,yserealizapor calefaccinenpresenciadeaguaydecantacinocentrifugacin.La adsorcineliminalasimpurezasmaspequeasygranpartedela coloracin;consisteenfiltrarlassustanciasgrasassobretierra decoloranteocarbnactivo.Elrefinadoalcalinoeliminaloscidos grasos,nocombinadosconlaglicerina,medianteunadisolucin dbilmentebsica.Ladesodorizacinseverificaenelvaco inyectando vapor de agua en la sustancia grasa. Enalgunoscasos,estostratamientosdepurificacinsecompletan con el blanqueamiento qumico por medio de cloruros decolorantes u otros productos. Lassustanciasgrasasliquidassonmasabundantesquelasslidas; sin embargo, la demanda de estas es mayor que de aquellas. Por ello sehantratadodetransformarlosaceitesengrasas,loqueseha conseguidomuyfcilmenteporhidrogenacin.Elcidooleico,en presenciadecatalizadores,ordinariamenteapartirdenquel,se combinaconelhidrgenoapresionesde5a10kilogramospor centmetro cuadrado y da cido esterico. Lassustanciasgrasas con una elevada proporcin de cido oleico son lquidas, mientras que las que contienen sobre todo estearatos son slidas. Se puede, pues, por hidrogenacin,llegaraunaceitedelaconsistenciadeseada.La hidrogenacin se utiliza mucho en la fabricacin de margarinas. Lasmargarinassongrasasoaceitesalosqueseda,pordistintos procedimientos,laconsistenciadelamantecadevaca.Laprimera margarina se obtuvo en 1870, en Francia, por Mouris, tratando sobe de buey con jugos gstricos y pancreticos de cerdo en presencia de unadisolucindbilmentealcalina.Actualmente,seobtienepor fermentacin parcial de sustancias grasas, emulsionandolas con leche ligeramente agria. Las sustancias empleadas son sebos y manteca de cerdodeprimeracalidad,ascomoaceitesvegetalesparcialmente hidrogenados. JABONES. VELAS.GLICERINA. Losjabonessonlassalessdicas(jabonesduros)opotsicas (jabonesblandos)deloscidosgrasos.Seobtieneporaccin,en caliente,delasosa(olapotasa)sobrelassustanciasgrasas.Los Pgina 6 cidossecombinanconellcaliynoseliberalaglicerina.Estase separadelosjabonespormediodeaguasalada,enlacuallos jabonessoninsolublesylaglicerinasoluble.Estasdisoluciones acuosas se tratan por separado para extraer la glicerina. La propiedad de limpiar que poseen los jabones procede del hecho de quedisminuyenlatensinsuperficialdelaguaypermitenasla emulsinenelladela"suciedad"deloscuerposquesequieren limpiar. Lasmateriasprimasempleadasenlafabricacindejabonesson aceites o grasas, "pastas de refinado alcalino", que prcticamente son jabones,ocidosgrasos,bajounvacoprolongado.Siseutilizan cidosgrasoslibres,lafabricacindejabnsereduceauna neutralizacinexactadeesoscidosconsosa,fusinymoldesde pasta. Lasmateriasprimasutilizadasparalaelaboracindejabncomn son el sebo, aceites vegetales y lejas alcalinas. Se vierte sobre la leja (carbonato sdico y cal), a una concentracin de10Beyencaliente,lamezcladesustanciasgrasas.Devezen cuandoselehacenpequeasadicionesdelejasdeuna concentracin de 12 - 15 Be y se mantiene la ebullicin durante18 o20horas.Despusdeochohoras,seaadesulfatodehierroo alquitrn de hulla para darle el jaspeado. Por agitacin, se emulsiona todalamasa,loquerealizaelempaste,quepermitealaaccin posterior delejas concentradas sobre la masa dispersa. Preparada la emulsin,seaadeaguasalada;eljabnnosedisuelveenelagua saladaysobrenada.Pordecantacin,seseparalaglicerina.La saponificacinquedaterminadahirviendolaemulsinconunaleja concentrada; despus de su desecacin con aire caliente, se corta el jabnenbarrasdecincokilogramosyseleponelamarcaconel troquel.Lafabricacindeestejabndaunaideageneraldela marcha seguida en la preparacin de otros jabones. Eneljabnblanco,noseintroduceningunasaldehierro.Las materiasgrasasenfuncinsemantienencalientesdurantemucho tiempo,encontactoconunalejadiluida;lasimpurezasson disueltas.Ypocoapocoseformantrescapas;laespuma,eljabn blanco depurado y el graso. Paralasolidificacin,eljabnblancosevierteenunosmoldeso marcos de poco espesor. Losjabonesdeempaste,sonsimplesjaleasdejabnexpresamente solidificadasquecontieneagua,glicerina,salesyladisolucin Pgina 7 alcalinasobrantedelasaponificacin.Seempleanparaobtenerlos aceites de copra o de palmiche. La sustancia grasa de mezcla con una leja sdica de 35 - 36 Be. En estos jabones para uso domstico se aade aveces como relleno carbonato sdico, brax o silicato sdico. Los jabones mixtos se obtienen mezclando jabn de sebo y jabn de copra con adicin dealquitrn de hulla. En los jabones de tocador la saponificacin debe ser perfecta; el lcali enteramente neutralizado, y la solubilidad en agua completa.Lasmateriasprimasparalafabricacindeestosjabonesseprepara por saponificacin directa de la axungia o de mezclas de sebo y aceite de coco. Al final del proceso se aade el colorante (a base de anilina) y el perfume. Tambin pueden fabricarse en fro partiendo de jabones duroscomunes,quesetrituranenmolinosmezcladoresaltiempo queseaadenlosperfumesyloscolorantes,despusdelocualse pasa todo por unas potentes prensas. El jabn sale de ellas en forma deunabarralargaycontinua,quesecortaentrozos:laspastillas. En stas, con un troquel, se acua la marca de la fabrica. Losjaboneslquidossonmezclasdejabnyaguaconunpocode alcohol; los jabones transparentes se obtiene por evaporacin de una disolucin alcohlica de jabn o aadiendo glicerina. Losdetergentesyproductosespumantes;algunosalcaloidesdel grupodelassaponinastienenlapropiedaddedarsoluciones acuosas que forman mucha espuma; frecuentemente estas soluciones seutilizanenlugardeljabn.Enlosltimosaos,laindustriaha obtenidovariassustanciasque,aunsondiferentes qumicamentede lassaponinas,tienenpropiedadesanlogas:losdetergentes sintticos. Estos poseen la ventaja, con respecto a los jabones, de no formarconlasaguascalcreassalesclcicasinsolubles.Hacen espuma,pues,aguasmasduras,einclusoenelaguadelmar;en resumen, limpian mejor que los jabones. Las VELAS, antiguamente se utilizaban para el alumbrado lasgrasas slidas en forma de candelas, que se preparaban empapando mechas ensebofundido.MillyyChevreulpreconizaron,en1824,elempleo delcidoesterico;este,mezcladofrecuentementeconparafina, constituyehoyelcomponentemsimportantedelasvelas.Se saponifica el sebo en presencia de cal, o en autoclave n presencia de cidosulfrico,o,aveces,primeroconcalydespusconcido sulfrico. Se separan por presin los cidos margrico y esterico del cido oleico y se vierte la mezcla de cidos grasos slidos en moldes metlicos,encuyocentrohayunamechadealgodntrenzado, impregnada de cido brico. Tambin se fabrican velas de parafina. Pgina 8 La GLICERINA, se obtiene a partir de las aguas glicericas procedentes delafabricacindejabonesoapartirdelassolucionesms concentradas que da la hidrlisis de las sustancias grasas. Este ltimo procedimiento consiste en calentar en autoclave las sustancias grasas enpresenciadeaguayuncatalizador(corrientementecal).Se liberanloscidosgrasosyfinalmenteseobtieneunadisolucin acuosadeglicerinaycidosgrasos.Estosseempleanenla fabricacin de jabn. Las soluciones de glicerina deben ser purificadas por filtracin y, a veces, por tratamientos con sosa o cido sulfrico; seguidamenteseevaporanapresinreducidahastaobteneruna concentracinenglicerinadel80%.Laglicerinaal80%esla glicerinaindustrial.Laglicerinaempleadaenlafabricacindela dinamitayderesinasgliceroftlicasseobtienepordestilacinde glicerinaindustrialapresinreducida.Finalmente,laglicerina farmacuticaseobtienedelacalidadanteriordestilndolaunavez mas. PINTURAS Y BARNICES. Laspinturassonproductosdestinadosacubrirlassuperficiescon vistas a su proteccin y decoracin. Una pintura contiene aglutinante, pigmentos o lacas, y un disolvente voltil (diluyente). Elaglutinantepuedeestarconstituidoporcal,almidn,aceites secantes o resinas naturales o artificiales. Lospigmentossonproductoscoloreados,slidos,insolublesenel aguaylosdisolventesorgnicos;generalmentesonproductos minerales.Laslacasseobtienenporlaadsorcindeunamateria orgnicacoloranteenunsoportemineral(alminaosulfatode bario). Eldiluyenteodisolvente,siemprevoltil,esaguaenelcasodelas pinturasalacaloalalmidn,yundisolventeorgnicoenlosotros casos. Laspinturasalaguasonpinturasbaratasobtenidasmezclandouna lechadadecal(pinturasalacal)oalmidn(pinturasalacola)con pigmentos generalmente de poco precio. Por evaporacin del agua, la cal o el almidn mantienen el pigmento en la superficie pintada. Estas pinturasseutilizannicamenteenladecoracininterior,puesno aseguranproteccinalgunacontralacorrosin,dadoqueson afectadas por la humedad y el agua. Pgina 9 En las pinturas al aceite, el aglutinante esta constituido por un aceite secante,elcual,porlaaccindeloxigenodelaire,setransforma pocoapocoenunamasaslidamsomenosdura.Lapropiedad secantedelosaceitesesdebidaaunafijacindeoxgenoenlos enlaces etilnicos de los cidos grasos que entran en su composicin. Este fenmeno no esta aun totalmente esclarecido. En las pinturas al aceite, despus de la evaporacin del disolvente, queda una capa de aceite que retiene el pigmento. Esta capa se transforma poco a poco, por secado, en una pelcula slida impermeable al agua y a los gases, lo que asegura una proteccin eficaz de alas superficies pintadas. Losprincipalesaceitesempleadosenpinturasonelaceitedelinaza, elaceitedetung,elaceitedericinodeshidratadoylosaceitesde pescado.Paraaumentarlarapidezdeoxidacindelosaceites,es decir,delsacadodelapintura,seaadenpequeascantidadesde productosllamados "secantes" (de 0.1 a 0.5 %); estos son sales de plomo,decobaltoodemanganeso,y,ordinariamente,resinatoso lineleatos. Laspinturassintticassepreparanaadiendopigmentosauna solucin de una resina sinttica. Evaporando el disolvente, queda una capa dura de resina que fija el pigmento, permite su adherencia a la superficie pintada y protege esta contra la corrosin. Seutilizannumerosasresinasenlafabricacindepinturas;las principalesson las resinasgliceroftlicas y maleicas, la nitrocelulosa y los acetatos de celulosa y las resinas de cumarona y de indeno. El disolvente varia con la resina utilizada. Existen pinturas mixtas con variasresinasoconmezclasderesinasyaceitessecantes. Tambin se utilizanresinasde breade hulla o de petrleo. PIGMENTOS UTILIZADOSENPINTURA Algunosdelospigmentosutilizadosenpinturasonproductos naturales:ocresyhierromicceo(xidosdehierro),blancode barita(sulfatodebario),perolamayorpartesonobtenidosindustrialmente. Los principalesson los siguientes. Pigmentosblancos Blancodezinc(oxidodecinc);blancodetitanio(oxidodetitanio); litopn (mezcla de sulfatode cinc y sulfato de bario). Pigmentoamarillo:Amarillode cromo(cromato de plomo); amarillo de zinc(cromato de cinc).Pgina 10 Pigmentos azules: AzuldePrusia(ferrocianurofrrico);azuldeultramar(quese obtienecalcinandouna mezclacaolnazufrey carbono sdico). Pigmentosdiversos: Negrodehumo,minio(oxidodeplomo)polvodealuminiopolvode bronce . Paraquepuedenserutilizadosenpintura,lospigmentosdebenser molidos muy finamente; el tamao de los granos debe ser del orden decincocentsimasdemilmetro.Almezclarlospigmentosconel aceiteoladisolucinderesinapuedenformarsegrumos;estosse destruyen pasando las pinturas por unas laminadoras. BARNICES. Losbarnices,decomposicinanlogaaladelaspinturas,se diferencian de estas en que no contienen pigmentos, sino nicamente colorantes solubles en el diluyente o el aceite. Los barnices son, pues, transparentes, mientras que las pinturas son opacas. Los barnices pueden agruparse en dos clases generales;Los barnices al aceite son soluciones de una o ms resinas, sintticas o naturales, en un secante y con un disolvente voltil. El aceite hace mas consistente la pelcula de resina.Los barnices al alcohol son igualmente soluciones de resinas, pero el disolventeescompletamentevoltilynoformapelculas.Entrelas resinasnaturalespuedencitarseelcopal,lagomadedammar,la colofonia y la goma laca.Las resinas artificiales son las mismas que se utilizan en las pinturas; las mas resistentes son las de cumarona - indeno, las de urea - formaldehdo y las de melamina. INDUSTRIAS DE LA CELULOSA. Lacelulosaesunasustanciablanca,quelasmasdevecesse presentaenformadefibras.Eselconstituyenteuniversaldela paredcelulardelosvegetales.Generalmentelacelulosaesta asociadaenlaplantaconotrosproductosenestadopuronose encuentramas que el algodn. Lacelulosaprocedentedellinoelcamoelramio,elyuteoel algodnse ha utilizado primeramentepara fabricar hilosy tejidos. Despussehaempleadoenlafabricacindelpapel,perolosexigenciasdeestaindustriahanhechonecesariobuscarnuevas fuentes de celulosa. Pgina 11 Estasehanencontradoenlamadera,lapaja,elespartoetc.La madera es la fuenteprincipalel 90%de laproduccinmundial de papelproducede ella. Elempleodelacelulosaenlafabricacindetejidosartificialesrayn,seda,acetatohahechoaumentarconsiderablementelas necesidadesmundialesde celulosa, mientrasque las de la industriadel papelhanpermanecidocasi estacionariasen losltimosaos. Porelloserealizanesfuerzoscomoobjetodeaumentarlasexistenciasenmaderaparalaindustriamedianteelcultivodebosquescompuestos de arbolesde crecimientorpido. La celulosase emplea, ademsen la fabricacin de explosivasy de diferentesmateriasplsticasceluloideesteresdelacelulosayteres de la celulosa. Aqutrataremosnicamentedelasindustriasdeextraccindela celulosay fabricacindel papel. ELPAPEL El Papeles una materiaafieltrada constituida por un entramado de fibrasdecelulosa.Sepreparaesteentramadodepositandofibras celulosicas, en suspensin en agua, sobre una tela metlica fina. Elaguaescurreatravsdelatelamientrasquelasfibrasse depositan en ella y forman el entramado. Una vez prensado y secado, este entramado constituye el papel. CELULOSA DE LA MADERA. Lamayorpartedelacelulosaprocededelamadera.Lasmaderas mas utilizadas en la obtencin de la celulosa son, entre las conferas, el pino y abeto, y entre las frondiferas, el lamo, el castao, el chopo y el abedul. A esta lista hay que aadir el eucalipto y algunas plantas tropicales,comoelparasol.Almargendelacelulosaobtenidadela madera,puedencitarsealgunasplantasanualestambin suministradasdecelulosaobtenidadelamadera,puedencitarse algunasplantasanualestambinsuministradorasdecelulosa,por ejemplolapajadeloscerealesyelesparto,quesetratanpor procedimientos anlogos. Las pastas obtenidas de la madera pueden ser mecnicas o qumicas. Enlasprimeras,laseparacindelasfibras-muyincompleta-se hacepormediosmecnicos.Lasqumicasprocedendeun tratamientodelamadera,quedisuelvelassustanciasajenasala celulosa, entre las cuales la principal es la lignina. Esta es disuelta en agua por accin de bisulfito de cal o de sosa. Pgina 12 En las pastas de paja y esparto, se recurre a la accin de la sosa o a unataqueconcloroseguidodeunlavadoconpequeascantidades de pasta qumica. FABRICACION DE PAPEL. Las diferentes pastas pueden ser empleadas solas o en mezcla apara lafabricacindepapel.Enunoyotrocaso,secolocalapastacon aguaenunacubaalargada-deextremosredondeados,llamada batidorauholandesa,dondelamasasufreunintensobatidoyes obligada pasar entre laminas mviles y fijas de un rodillo. Segnladuracineintensidaddeestetratamiento,ascomosegn la clase de fibra, se obtienen distintas clases de papel. En la batidora se aaden los rellenos y los colorantes. En ella se practica tambin el encolado que impermeabiliza el papel y permite la escritura con tinta. Desdelasbatidoras,dondeestaunaconcentracindecercadel6 %,lapastasellevaaunamezcladora,dondeesdiluidaal3%y algunasvecesmezcladaconotraspastas.Cuandosedeseaobtener buenpapel,sehacepasarlapasta,batidaymezcladaconlos ingredientesnecesarios,porlaafinadora,queesuntipoespecialde batidora. La pasta se diluye a una concentracin que varia entre 1 y 0.5%ypasadespuslamaquina.Dichamaquinacomprendeun tanquedealimentacinprovistodeplacasdeseparacinparaevitar losremolinos;alasalidadeltanqueseencuentraunaesclusaque regula la cantidad de pasta a una concentracin de cerca del 6 %, la pasta se lleva a una mezcladora, donde es diluida al 3 % y algunas vecesmezcladaconotraspastas.Cuandosedeseaobtenerbuen papel, se hace pasar la pasta, batida y mezclada con los ingredientes necesarios,porlaafinadora,queesuntipoespecialdebatidora.La pasta se diluye a una concentracin que varia entre 1 y 0.5 % y pasa despuslamaquina.Dichamaquinacomprendeuntanquede alimentacinprovistodeplacasdeseparacinparaevitarlos remolinos; a la salida del tanque se encuentra una esclusa que regula lacantidaddepastaquevaentrarenlamaquina;acontinuacin hayunatelametlicasinfinatravsdelacualsecuelalamayor parte de agua de la pasta, en tanto que las fibras son detenidas. Para activarelescurrimientodelagua,secolocanunasescurriderasfiltrantesdebajodelamallaenellugardondeelescurrimientopor simple gravedad ha llegado a ser insignificante. Algo mas all de las escurrideras, la plancha es nuevamente prensadaentre los pares de rodillossecos.Yanoquedaentoncesmasqueelsecado,quese realizahaciendopasarlahojasobreunoscilindroscalientes constituyeelsecadero.Alasalidadelsecadero,lahojaqueda dispuesta para su uso y se enrolla en una bobinadora. Pgina 13 En las maquinas modernas se llega a obtener una anchura de hoja de seismetros,yestahojasedesplazaenlamaquinaaunavelocidad de 4000 metros por minuto. EXPLOSIVOS. Losexplosivossonsustanciascapacesdeproducir,porunabrusca reaccin qumica, un gran volumen de gas a temperatura elevada. La expansin de los gases produce efectos mecnicos. Ladescomposicindeunexplosivosueleserunacombustinmuy rpida. El combustible puede ser carbn, hidrogeno, azufre, acetileno, almidn,celulosa,etc.Elcomburenteeseloxigeno, excepcionalmenteempleadoenestadoliquidoyengeneral suministrado por combinaciones qumicas muy oxigenadas: nitratos y derivadosnitrados,cloratosypercloratos.Algunassustanciasson explosivoscompletos,quecomprendenalavezelcombustibleyel oxigeno necesario para su combustin. El nitrgeno y el cloro, por lo contrario,entranenlacomposicindelosexplosivosnicamente como soportes inertes que intervienen por sus volmenes gaseosos. POLVORA NEGRA. Laplvoranegraestaconstituidaporunamezcladenitratode potasa, azufre y carbn en proporciones variables. Su deflagracin va acompaadadehumosydeunresiduoqueensucialasarmas.Por eso no se emplea mas que con fines blicos, como carga de ignicin parahacerarderlaplvorasinhumo,.Queeslapropulsoradel proyectil. DINAMITA. Elexplosivoabasedenitroglicerina,esunliquidoaceitosodenso, muysensiblealoschoquesyalcalor.Nobeltuvolaideade envolverloconcuerposporosos;ledioasestabilidadyobtuvola mezcla conocida con el nombre de dinamita. Lanitrocelulosapuedegelatinarseporlanitroglicerina,yseobtiene asunexplosivodegranpotenciadenominadogelatinaexplosiva. Mezclndola con vaselina, resulta la cordita. Degranpotenciarompedora,ladinamitaproducetemperaturasdel orden de 3 000 C y emite hasta 7 00 litros de gases por kilogramo. EXPLOSIVOS NITRADOS. Pgina 14 Se obtiene estos explosivos por accindel cido ntrico en presencia decidosulfricosobrecompuestosbencenicosoheterociclicos. Entre los primeros, la melinita o cido pcrico se prepara por nitracion delfenol:elT.N.T.pornitraciondeltolueno.elfenolyeltoluenose obtenan en otro tiempo nicamente de los alquitranes de la hulla; la mayor parte procede ahora de los petrleos. Laciclonitaresultadelanitraciondelahexametilentretamina, productodecondensacindelformolconamoniaco.Esunodelos explosivos mas poderosos conocidos hasta la fecha. EXPLOSIVOS CLORATADOS Y PERCLORATADOS. CHEDITAS. Para la preparacin de estos explosivos se aaden cloratos a una de las sustancias siguientes: parafina, vaselina, grasas; la chedita suele ir acompaada de aceite de ricino e hidrocarburos nitrados(melinita, tolita, etc.). Estos explosivos son de doble efecto: con cebo, son rompedores; sin cebo,procedencomolaplvoranegra;ocupanaslugarintermedio entre esta y la dinamita. APLICACIONES DE LOS EXPLOSIVOS. Se utilizan los explosivos en las minas (explosivos rompedores), que no deben dar gases txicos ni temperatura elevada capaz de inflamar elgris,confinesmilitares(explosivosrompedoresodemoledores, plvoraspropulsorasparalasarmas),enpirotecnia(fuegos artificiales) y, por ultimo, en la agricultura(cava, apertura de zanjas, arrancamiento de cepas, plantacin de arboles, etc.). ALCOHOLES. En la industria se utilizan varios alcoholes, ya que como disolventes, ya,sobretodo,comoproductosintermediosdesntesis.Losdos principales son el alcohol metilico y el alcohol etlico; vienen despus delosalcoholesconvariasfunciones(polialcoholes):glicerina, glicoles,pentaeritrita,utilizadosenlafabricacindeexplosivosy resinasartificiales,yfinalmentelosalcoholessuperiores:propilico, butilico,laurico,etc.,empleadosenlapreparacindedisolventesy plastificantes.Aexcepcindelalcoholetlico,unapartedelcualse obtienenporfermentacin,ydelaglicerina,todosestosalcoholes son productos de sntesis. ALCOHOL METILICO. Pgina 15 Elalcoholmetilicoometanol,seobtenaenotrotiemponicamente pordestilacindelamadera;deahsunombredealcoholde madera.Aunseproduceunapequeacantidaddeestaforma,pero las nueve dcimas partes se obtienenpor sntesis directa. . Elalcoholetlicoseutilizasobretodoenlafabricacindeformol (formaldehdo),pordeshidrogenacin.Elformolentraenla fabricacin de materias plsticas artificiales mas importantes. ALCOHOL ETILICO. Elalcoholetlicooetanoleselalcoholordinario.Seobtienepor fermentacin de jugos azucarados de origen diverso. APLICACIONES DEL ALCOHOL. Adems de su aplicacin como disolvente y como intermediario en la fabricacin de otros disolventes, el alcohol se emplea en la fabricacin de caucho sinttico. PLASTICOS Y RESINAS ARTIFICIALES. Losplsticosylasresinassintticaspuedenagruparseendos grandesclases:productostermoendureciblesyproductos termoplsticos.Losprimerosexperimentan,porlaaccindelcalor y lapresinenelmomentodelmoldeo,unatransformacinqumica que los hace infusibles e insolubles en los disolventes ordinarios. Los segundos, por la accin del calor, pasan a un estado pastoso o liquido que permite su moldeo. Algunas veces se hace distincin entre plsticos y resinas artificiales, considerandocomoresinasartificialesosintticaslassustanciasde gran peso molecularobtenidasa partir de compuestos relativamentesencillos,desdeelpuntodevistaqumico,porcondensaciny polimerizacion;ynoseconsiderantaleslosproductosdeelevado peso molecular obtenidos ya a partir de resinas naturales, protenas y celulosa,portratamientosqumicos,yaderesinasnaturalessin modificacinqumica.Segnesto,ladenominacindeplsticos abarcauncampomayor,puestoquecomprenderalasresinas artificiales y las que no lo son. CAUCHO NATURAL. Haymuchasplantasnaturalesquepuedensuministrarcaucho;las dosprincipalessonlaheveabraziliensisyelficuselstica.Lahevea es la mas empleada. Pgina 16 Larecoleccindelltexsehacediariamenteocadadosdas, practicandounasincisionesenlacortezaenformadebanda estrecha;estasincisionessehacenoblicuamente,abarcandocasila cuarta parte de la circunferencia, que es de 13 a 15 cm. Elltexqueescurreserecogeenunatazadevidriooporcelana colocadaalfinaldelcorte.Esunliquidoblanquecinoquecontiene glbulosemulsionadosdeformaovaladaoredondeada.Unahevea producede 1 500 gramos a 4 o 5 kilogramos. El ltex recogido se pasa por un tamiz para eliminar hojas, cortezas y suciedadysediluyeconaguaparasepararlasmateriasextraas, como arena barro, etc. Paralacoagulacin,quetransformaelltexencaucho,suele emplearseuncidocomocoagulante,elmejoreselcidofrmico, pero el mas corriente es el cido actico. El caucho se coagula en masa, en forma de capas espesas, de las que se hacen planchas o gomas elstica. Para obtener las planchas se lleva la masa coagulada a un laminador queposeedoscilindroslisos,ydespussehacenpasarporunos cilindrosestriados.Laplanchasesecaaunos45C,porcontacto conhumosdemaderadurante15das.Paraprepararlagoma elstica,sehacepasarelcoaguloporunoslaminadores,cuyos cilindrosestriadosgiranadiferentesvelocidades,queserocan constantementeconagua.Deestaformaseconsiguereducirel cauchoaunafinapelculademuchosmetrosdelongitud,cuyo secado puede realizarse al aire libre. Sehaobservadoqueelsueroseparadodelcauchollevaconsigo algunos elementos cuya importancia practica, desde el punto de vista de la vulcanizacin posterior y de la conservacin de las mezclas, no eradespreciable.Portodasestasrazones,sehanbuscadomedios parautilizardirectamenteelltexenlafabricacindeobjetosde caucho. Paradisminuirlosgastosdetransporte,elltexseconcentrapor evaporacinoporcentrifugacin.Mientraslaconcentracinde cauchoenelltexnaturalesdel35a38%,puedeobtenerseltex concentradode73%.Paraevitarsucoagulacinespontaneaes precisoestabilizarelltex;conesteobjetoseempleaelamoniaco, quesirveigualmenteparaimpedirlaputrefaccindelasmaterias albuminoides contenidas en el ltex. FIBRAS ARTIFICIALES. Pgina 17 Lasfibrasartificiales,salvolasdevidrio,sonobtenidosabasede productos orgnicos. Casi todas las investigaciones realizadas en este campotenanporobjetoencontrarunproductoartificialsemejante la seda natural y menos costoso. LANA SINTETICA. Se obtienen hilos de lana sinttica coagulando una disolucin alcalina decaseinaenunbaocido.Elhiloobtenidoseendureceporu tratamientoconformol.Estoshilostienenunaresistenciaala traccin que llega al 80 % de la que posee la lana natural. Se utilizan especialmente en la confeccin de fieltros. NYLON. Elnylonseobtieneporpolimerizaciondelcidopcricoconla hexametilen diamina. Se forma una sal que, por deshidratacin, pasa a una amina y despus a un compuesto de larga cadena. La reaccin se efecta de modo que el polmero obtenido sea fusible. Paraobtenerelhilo,sehacepasarelproductofundidoporuna maquina hiladora: por enfriamiento, los hilos se endurecen. Para que adquierangranresistencia,estoshilosdebenserenfriadosestando tensos. Las propiedades mecnicas del nylon son muy superiores alas de las delaseda.Unhilodenylontienelamismaresistenciaalatraccin queunhilodeacerodeigualseccinypesasietevecesmenos.La resistenciadel nylon al desgaste es tambin considerable. Se aplica, ademsdeparalasprendasdevestido,enlaconfeccindetelas para paracadas y cuerdas muy resistentes. REPERCUCIONESSOCIOECONOMICASYECOLOGICASDELA INDUSTRIA QUIMICA. CONTAMINACION:eslapalabrautilizadaparadescribirlasdistintas formasquetiendecontaminarseelentornonatural,porsustancias dainasodesagradables,talescomolosdesechosindustriales,en forma de lquidos o gases. CONTAMINACION DEL AGUA: Diariamenteseacumulanresiduos,productodetodasnuestras actividades,enelhogar,enelcomercio,enfabricas,talleres; actividades agrcolas y ganaderas. Lacantidadderesiduosesmayorenlaszonasurbanase industriales, que en las zonas rurales. Si estos desechos no son tratados, contaminan el ambientey por lo tantoafectanelentornodelservivo.Losdepsitosovertederosde Pgina 18 desechosllenanelairedeoloresdesagradables,contaminalos cursosdeaguacercanos,creanfocosdeprocreacinderatas, cucarachasyotrosanimalesroedores.Elaguapuedecontaminarse de diferentes formas, aunquela mas comn en la actualidad es por descargadeaguaservidaocloacasdereasurbanasenrosy arroyos. Otrasfuentesdecontaminacindelaguasonresiduosindustriales, microorganismospatgenosoproductoresdeenfermedades, pesticidas,detergentes,aceitesdemotores,plsticos,nitratosy fosfatosusadoscomoabonosdeplantas,sedimentosslidos erosionados del suelo, sustancias radioactivas, agua caliente arrojada por las plantas nucleares e industriales, y otras tantas mas. Otrosfocosdecontaminacindelaguasonlosdesechosorgnicos provenientesdemataderosdeganadoyaves.Elprocesamientode frutasyvegetalesrequieregrandescantidadesdeaguapareael lavado,elpeladoyelblanqueado,loqueproducegrancantidadde aguaservidaconaltocontenidoorgnico.Estasconcentracionesde materiaorgnicaoriginanunaltoporcentajedefosfatosenelagua delrooarroyoenquesedescarga.Estosfosfatosocasionanun rpidocrecimientoenlapoblacindealgas.Lasalgasutilizanel oxigenoengrancantidadydisminuyeeloxigenoquesenecesita para la respiracin de los animales acuticos, causando su muerte.