Química Industrial I

Tema: método de obtención del HNO3

Alumnas: Castillo Carla, Trecanao Brenda, Vidal Génesis, San Martin Katya, Villar Carolina, Gatica Selene y Huenupay Florencia.

Profesor: Lucas de la Fuente

Curso: 5° 2°

Nota:

Observación:

Método de obtención del HNO3 a partir del NH3

El proceso   de   Ostwald es   un   proceso   químico   para   producir ácido   nítrico,   que   fue desarrollado por Wilhelm Ostwald y patentado en 1902. Es uno de los principales pilares de la industria química moderna.Se asocia históricamente y en la práctica al proceso de Haber que proporciona la materia prima indispensable, el amoníaco.

Proceso:El   amoníaco   se   convierte   en   ácido   nítrico   en   dos   etapas.   Es   oxidado   calentando con oxígeno en presencia de un catalizador tal como el platino (lo que más encarece el proceso de producción de ácido nítrico por  medio del  método de Ostwald es  que una pequeña cantidad del platino utilizado como catalizador se va perdiendo por oxidación, pasando a PtO2. Se  necesitan  en   torno  a  50   toneladas  anuales  de  platino  para   reponer  el   que   se   va perdiendo por oxidación. Con   un   10%   de rodio para   formar óxido     nítrico   y agua.   Este   paso   es   fuertemente exotérmico, siendo una fuente de calor muy útil una vez iniciada (ΔH = -950 kJ/mol):4NH3 (g) + 5O2 (g) → 4NO (g) + 6H2O (g)

El segundo paso se realiza en presencia de agua en una torre de absorción. Oxidación del NO (g) a NO2 (g): El gas que se obtiene de la primera reacción de oxidación catalítica y que contiene entre un 10-12% de NO, se enfría, y el calor que se genera se emplea para calentar agua. El gas enfriado se hace reaccionar con oxígeno atmosférico para producir NO2:

2NO (g) + O2 (g) → 2NO2 (g)

Esta reacción se favorece a bajas temperaturas y a elevadas presiones, condiciones que también favorecen la dimerización del NO2:2 NO2 ⇔ N2O4 ΔH = -57 kJ mol-1.

Este gas es absorbido fácilmente por el agua, rindiendo el producto deseado (ácido nítrico, no obstante en una forma diluida), mientras que reduce una porción de ella de nuevo a óxido nítrico:Desproporción del NO2 (g) en agua:3 NO2 (g) + H2O (l) → 2 HNO3 (ac) + NO (g) ΔH = -73 kJmol-1

El NO (g) procedente de esta reacción se recicla para formar más NO2 (g).El ácido nítrico obtenido por el proceso Ostwald suele tener una riqueza del 60% y resulta así adecuado para los procesos industriales como la síntesis de fertilizantes. Sin embargo, si se requiere emplear HNO3 para reacciones de nitración de compuestos orgánicos, se precisan   concentraciones  más   elevadas,   del   orden  del   98   al   99  %.  Debido   a   que   el HNO3 forma  un   azeótropo   con   el   agua   al   68.8%,   no   es   posible   eliminar   el   agua   por destilación. 

El ácido nítrico concentrado debe obtenerse por un método directo (variación del proceso normal de síntesis del HNO3) o indirecto, que emplea ácido sulfúrico para eliminar el agua. Este método es conocido como la destilación extractiva.