INDUSTRIA QUMICA DESCRIPTIVAAMADO C. CASTRO CHONTA

Contenidos Estudio de los grupos de la tabla peridica:AlcalinosAlcalinotrreos.Trreos.Carbonoideos.Nitrogenoideos.Anfgenos.Halgenos.Estudio de los principales compuestos del hidrgeno, oxgeno, nitrgeno y azufre:Hidruros..xidos.cidos.

METALES ALCALINOS.Los metales alcalinos, litio, sodio, potasio, rubidio, cesio y francio integran el grupo 1 de la tabla peridica. Deben su nombre a la basicidad (alcalinidad) de sus compuestos. No existen en estado libre debido a su actividad qumica y constituyen casi el 5 % de la composicin de la corteza terrestre (especialmente sodio y potasio).

Propiedades de los metales alcalinos.Configuracin electrnica: ns1.Baja primera energa de ionizacin, tanto menor segn se avanza en el grupo hacia abajo.Baja electronegatividad, tanto menor segn se avanza en el grupo hacia abajo.Estado de oxidacin habitual: +1.Forman siempre compuestos inicos.Puntos de fusin y ebullicin bastante bajos dentro de los metales.stos menores segn se baja en el grupo.Todos son slidos a temperatura ambiente.

Propiedades de los metales alcalinos.Densidad tambin baja dentro de los metales debido a que son los elementos de cada periodo con mayor volumen atmico y menor masa. la densidad aumenta segn se baja en el grupo.Marcado carcter reductor con potenciales estndar de reduccin muy negativos, alrededor de 3V.Disminuye el potencial segn descendemos en el grupo, con la excepcin del Li, que es el elemento ms reductor.

Propiedades de los metales alcalinos.Poseen estructura cbica centrada en el cuerpo.La mayora de sus sales a excepcin de las de litio, son muy solubles en agua, por tratarse de compuestos muy inicos. Son muy reactivos debido al marcado carcter reductor, en la bsqueda de su estado de oxidacin natural (+1).

Principales reacciones de los metales alcalinos.Con el agua (de manera violenta):2 M(s) + H2O 2 MOH(aq) + H2(g).Con el hidrgeno (a temperatura alta) formando hidruros: 2 M + H2 2 MHCon azufre y halgeno formando sulfuros y haluros: 2 M + X2 2 MX; 2 M + S M2S.Con oxgeno formando perxidos, excepto el litio que forma xidos:2 M + O2 M2O2; 4 Li + O2 2 Li2OSlo el litio reacciona con el nitrgeno formando nitruros: 6 Li + N2 2Li3N

Mtodos de obtencin de los metales alcalinos.Como suelen formar compuestos inicos en los que se encuentran con estado de oxidacin +1, hay que reducirlos para obtenerlos en estado puro. Dado que son muy reductores hay que acudir a la electrlisis o a otros metales alcalinos: 2 NaCl(l) Na(l) (ctodo) + Cl2(g) (nodo).2 KOH(l) [2 K(l) + H2(g) ] (ctodo) + O2(g) (nodo).El potasio y elementos siguientes tambin puede obtenerse a partir de su cloruro fundido con vapor de sodio en ausencia de aire: RbCl(l) + Na(g) Rb(g) + RbCl(l).

METALES ALCALINOTRREOS.Son los elementos metlicos del grupo 2 de la Tabla. Son berilio, magnesio, calcio, estroncio, bario y radio.Berilio y magnesio, tienen unas propiedades ligeramente distintas. Su nombre se debe a su situacin entre los metales alcalinos y los elementos trreos y a que muchos de sus compuestos (tierras) son bsicos.Constituyen ms del 4% de la corteza terrestre (especialmente calcio y magnesio). Al igual que los metales alcalinos no existen en estado libre debido a su actividad qumica.Sus propiedades son intermedias a las de los grupos entre los que se encuentran.

Propiedades de los Metales Alcalinotrreos.Configuracin electrnica: ns2.Baja energa de ionizacin, aunque mayor que los alcalinos del mismo periodo, tanto menor segn se avanza en el grupo hacia abajo.Afinidad electrnica positiva.Baja electronegatividad, tanto menor segn se avanza en el grupo hacia abajo.Estado de oxidacin habitual: +2.A excepcin del berilio forman compuestos claramente inicos.

Propiedades de los Metales Alcalinotrreos.La solubilidad en agua de sus compuestos es bastante menor que la de los alcalinos.Son metales poco densos aunque algo mayor que sus correspondientes alcalinos.Sus colores van desde el gris al blanco.Son ms duros que los alcalinos, aunque su dureza es variable (el berilio es muy duro y quebradizo y el estroncio es muy maleable).Son muy reactivos, aunque menos que los alcalinos del mismo periodo, aumentando su reactividad al descender en el grupo.

Propiedades de los Metales Alcalinotrreos.Se oxidan con facilidad por lo que son buenos reductores aunque menos que los alcalinos del mismo periodo. Sus xidos son bsicos (aumentando la basicidad segn aumenta el nmero atmico) y sus hidrxidos (excepto el de berilio que es anftero) son bases fuertes como los de los alcalinos.

Reacciones de los Metales Alcalinotrreos.Con agua forman el correspondiente hidrxido, en muchos casos insoluble que protege el metal afrente a otras reacciones, desprendindose hidrgeno: M(s) + 2H2O M(OH)2 (s) + H2(g). Con no-metales forman compuestos inicos, a excepcin del berilio y magnesio,Reducen los H+ a hidrgeno: M(s) + 2H+(aq) M2+(aq) + H2(g).Sin embargo, ni berilio ni magnesio reaccionan con cido ntrico debido a la formacin de una capa de xido.

Mtodos de obtencin de los Metales Alcalinotrreos.Existen dos mtodos fundamentales de obtencin:Electrlisis de sus haluros fundidos: MX2(l) M(l) + X2(g).Por reduccin de sus xidos con carbono: MO(s) + C(s) M(s) + CO(g).

Aplicaciones de los Metales Alcalinotrreos.El berilio se emplea en la tecnologa nuclear y en aleaciones de baja densidad, elevada solidez y estabilidad frente a la corrosin (berilio, magnesio).

ELEMENTOS TRREOS O BOROIDEOS.Forman el grupo 13 de la Tabla Peridica.Son el boro, aluminio, galio, indio y talio.El nombre del grupo trreos viene de tierra, ya que sta contiene una importante cantidad de aluminio que es, con diferencia, el elemento ms abundante del grupo dado que la corteza terrestre contiene un 7% en masa de dicho metal. Al igual que los grupos anteriores son bastante reactivos, por lo que no se encuentran en estado elemental, sino que suelen encontrarse formando xidos e hidrxidos.

Propiedades de los boroideosConfiguracin electrnica: ns2p1.El boro es un no-metal y es semiconductor y forma enlaces covalentes, mientras que el resto son metales tpicos aumentando el carcter metlico segn descendemos en el grupo, si bien el aluminio forma enlaces covalentes perfectamente definidos. El boro es muy duro, los metales son mucho ms blandos; as el talio que puede rayarse con la ua.Electronegatividad intermedia e irregular pues crece hacia abajo a excepcin del boro.Estado de oxidacin habitual: +3, aunque Ga, In y Tl presentan tambin +1.

Propiedades de los boroideosLos xidos e hidrxidos del boro son cidos, los del aluminio y galio son anfteros y los del indio y talio son bsicos; el TlOH es una base fuerte.Puntos de fusin bastante bajos a excepcin del boro, destacando el del galio que es lquido a 30C, y puntos de ebullicin intermedios.La mayora de las sales son solubles en agua.Son buenos reductores, especialmente el aluminio.El boro no conduce la corriente, el aluminio y el indio son buenos conductores mientras que galio y talio son malos.

Reacciones de los boroideos.No reaccionan con el agua, a excepcin del aluminio que si lo hace desprendiendo hidrgeno.ste forma en seguida una capa de xido que queda adherida al metal e impide que contine la reaccin: 2 Al(s) + 3 H2O Al2O3(s) + 3 H2(g).nicamente el boro y el aluminio reaccionan con el nitrgeno a temperaturas altas, formando nitruros:2 B(s) + N2 (g) 2 BN(s).Reaccionan con los halgenos formando halogenuros: 2 E + 3 X2 2 EX3.

Mtodos de obtencin de los boroideos.El boro se obtiene por reduccin del B2O3 con magnesio.El aluminio se prepara por electrlisis a partir de la bauxita cuya mena es AlO3(OH).El resto de los metales del grupo tambin se obtiene por electrlisis de las disoluciones acuosas de sus sales.

Aplicaciones de los boroideos.El boro, en estado puro, se utiliza en:industria nuclearen el dopado de semiconductoresen aleaciones.El aluminio se utiliza en: aleaciones ligeras y resistentes a la corrosin.El galio, como arseniuro de galio se utiliza: como semiconductorEl indio en: aleaciones y semiconductores, El talio en: fotoclulas, vidrios

ELEMENTOS CARBONOIDEOS.Constituyen el grupo 14 de la Tabla Peridica. Son por los siguientes elementos: carbono, silicio, germanio, estao, y plomoForman ms de la cuarta parte de la masa de la corteza terrestre, especialmente por el silicio, segundo elemento ms abundante tras el oxgeno.El carbono, constituyente fundamental de la materia orgnica es el segundo elemento del grupo en abundancia. En estado natural slo se encuentran carbono, estao y plomo, si bien lo ms comn es encontrarlos como xidos y sulfuros.

Propiedades de los carbonoideos.Configuracin electrnica: ns2p2.El carbono es un no-metal, mientras que estao y plomo son metales tpicos, siendo silicio y germanio semimetales (metaloides). Mientras el carbono en su forma de diamante es muy duro, los metales son mucho ms blandos, de manera que el plomo puede rayarse con la ua. Los semimetales tienen dureza intermedia.Igualmente, el carbono tiene muy elevados puntos de fusin y ebullicin descendiendo estos segn se baja en el grupo.

Propiedades de los carbonoideos.Los estados de oxidacin que presentan son +2 y +4. El carbono presenta tambin el -4 (carburo), si bien en los compuestos orgnicos puede presentar una gran variedad de estados de oxidacin.Mientras que los xidos de carbono y silicio son cidos, los del estao y plomo son anfteros.El plomo es txico.

Reacciones de los carbonoideos.No reaccionan con el agua. Los cidos reaccionan con el germanio, estao y plomo. Las bases fuertes atacan a los elementos de este grupo, con la excepcin del carbono, desprendiendo hidrgeno. Reaccionan con el oxgeno formando xidos.

Mtodos de obtencin de los carbonoideosEl silicio se obtiene por reduccin del SiO2 con carbn o CaC2 en horno elctrico.El germanio puede obtenerse igual que el silicio o por reduccin de su xido con hidrgeno.

Aplicaciones de los carbonoideosSilicio y germanio se emplean como semiconductores en electrnica, especialmente en transistores, para lo cual deben obtenerse muy puros.El xido de silicio en la fabricacin de vidrios.El carbono y sus derivados se utilizan como combustibles y en la sntesis de productos orgnicos.El estao se usa para soldadura y en aleaciones con otros metales.El plomo, tradicionalmente usado en la fabricacin de tuberas de fontanera, est siendo reemplazado por el cobre y el PVC debido a su toxicidad.

ELEMENTOS NITROGENOIDEOS.Son los siguientes elementos: nitrgeno, fsforo, arsnico, antimonio y bismuto y constituyen el grupo 15 de la Tabla Peridica. nicamente forman el 0,35 % de la masa de la corteza terrestre. A veces se presentan nativos pero o ms habitual es encontrarlos como xidos o sulfuros.

Propiedades de los nitrogenoideosConfiguracin electrnica: ns2p3.El carcter metlico se incrementa segn se desciende en el grupo.As, el nitrgeno es un no-metal tpico; el fsforo, el arsnico y antimonio, considerados tambin como no-metales, presentan algunas propiedades metlicas y el bismuto es un metal pesado. El nitrgeno es un gas por formar molculas biatmicas y el resto de los elementos son slidos, si bien disminuyen los puntos de fusin a partir del arsnico, al descender el carcter covalente de los enlaces y aumentar el metlico.

Propiedades de los nitrogenoideosAl encontrarse los orbitales p semiocupados el potencial de ionizacin es bastante elevado, ya que es una estructura electrnica relativamente estable.Poseen estado de oxidacin 3 frente a los electropositivos, y +3 y +5 frente a los electronegativos. El nitrgeno tiene todos los estados de oxidacin comprendidos entre 3 y 5.Las combinaciones con oxgeno con E.O. = +5 son siempre cidas, disminuyendo su fuerza segn se desciende en el grupo.

Propiedades de los nitrogenoideos.Con E.O. = +3 el Bi(OH)3 es bsico. En cambio, el resto de hidrxidos con E.O. = +3 son cidos, tanto ms cuanto ms arriba se encuentre el elemento en el grupo. Los hidruros de los elementos de este grupo son agentes reductores muy efectivosEl fsforo, arsnico y antimonio, as como sus compuestos, son txicos.

Reacciones de los nitrogenoideos.No reaccionan con el agua o con los cidos no oxidantesReaccionan con cidos oxidantes con excepcin del nitrgeno. A temperatura y presin elevada y en presencia de catalizadores, el nitrgeno reacciona con hidrgeno formando amoniaco.El nitrgeno reacciona con metales formando nitruros. Sin embargo, solo con litio la reaccin se produce a temperatura ambiente.

Mtodos de obtencin de los nitrogenoideos.El nitrgeno se obtiene a partir del aire por licuacin de ste y posterior destilacin fraccionada.En el laboratorio se obtiene por oxidacin del amoniaco con xido de cobre (II):2 NH3(g) + 3 CuO(s) 3 Cu(s) + 3 H2O(g) + N2(g).Tambin puede obtenerse por calentamiento del nitrito de amonio: NH4NO2(s) 2 H2O(g) + N2(g).

Aplicaciones de los nitrogenoideos.El nitrgeno se emplea como gas inerte en soldadura y en estado lquido para conservar clulas. El fsforo se utiliza en pirotecnia y en la fabricacin de cerillas.El arsnico y el antimonio son semiconductores.Muchos compuestos de nitrgeno y fsforo se utilizan como abonos y detergentes.

ELEMENTOS ANFGENOS (CALCGENOS).Constituyen el grupo 16 de la Tabla Peridica. Elementos: oxgeno, azufre, selenio, teluro y polonio.Son los ms abundantes de todos, dado que una gran parte de la corteza terrestre son xidos, sulfuros y sales oxigenadasEl oxgeno tiene ms del 50 % en masa de toda la corteza.Le sigue en abundancia el azufre.Los dems son menos frecuentes.El polonio muy raro, ya que se obtiene como producto intermedio de las series de desintegracin, siendo su vida media corta. Anfgeno fue significa formador de cidos y bases.El oxgeno y el azufre se encuentran en la naturaleza en estado elemental, aunque tambin formando son xidos, sulfuros y sulfatos.

Propiedades de los anfgenos.Configuracin electrnica: ns2p4.Los E.O. ms usuales son 2, +2, +4 y +6.El oxgeno y azufre son no-metales, mientras que el carcter metlico aumenta del selenio al polonio.El oxgeno es un gas diatmico.El azufre es un slido amarillo formado por molculas cclicas de ocho tomos.El polonio un metal pesado. El carcter cido de los oxocidos disminuye segn se desciende en el grupo, mientras que el de los calcogenuros de hidrgeno aumenta, siendo todos ellos dbiles en disolucin acuosa. Las combinaciones hidrogenadas de los elementos de este grupo, con excepcin del agua, son gases txicos de olor desagradable.

Reacciones de los anfgenos.No reaccionan con el agua.Con excepcin del azufre, tampoco reaccionan con las bases.Reaccionan con el cido ntrico concentrado, con excepcin del oxgeno. Con el oxgeno forman dixidos que en con agua dan lugar a los correspondientes oxocidos. Con los metales forman xidos y calcogenuros metlicos, cuya estabilidad disminuye al descender en el grupo.

Mtodos de obtencin de los anfgenosEl oxgeno se extrae por destilacin fraccionada del aire lquido.El resto de los elementos del grupo se obtiene por reduccin de los xidos. El selenio y teluro se obtienen como subproductos en la fabricacin de cido sulfrico por el mtodo de las cmaras de plomo formando parte de los barros andicos. El polonio se obtiene bombardeando bismuto con neutrones.

Aplicaciones de los anfgenosEl oxgeno es fundamental en todos los procesos de oxidacin, tanto combustiones, como en el metabolismo de los seres vivos. Se utiliza en numerosos procesos industriales.El azufre se usa como fungicida y en numerosos procesos industriales. El selenio y teluro se utilizan como semiconductores. Al polonio no se le conocen aplicaciones.

ELEMENTOS HALGENOS.Constituyen el grupo 17 de la Tabla Peridica.Elementos: flor , cloro, bromo, yodo y astato.El trmino halgeno significa formador de sales.Los compuestos formados por halgenos y metal se llaman sales haloideas.No se encuentran libres en la naturaleza, sino formando haluros de metales alcalinos y alcalinotrreos.El astato es muy raro, ya que es producto intermedio de las series de desintegracin radiactiva.

Propiedades de los halgenosConfiguracin electrnica: ns2p5.Los E.O. ms usuales son:1 en compuestos inicos y covalentes polares+1, +3, +5 y +7 en covalentes con elementos ms electronegativos, especialmente con oxgeno.Es el nico grupo en el que todos sus elementos son claramente no-metales. Presentan alta afinidad electrnica (muy negativa), que lgicamente es mayor en valor absoluto segn subimos en el grupo (excepto el flor).Presentan muy altos valores de primera energa de ionizacin, slo superados por gases nobles.

Propiedades de los halgenosLos valores de electronegatividad tambin son los de los ms altos, siendo el flor el elemento ms electronegativo que se conoce.Forman molculas diatmicas X2 cuyos tomos se mantienen unidos por enlace covalente simple y cuya energa de enlace disminuye al descender en el grupo (excepto el flor).Son oxidantes muy enrgicos disminuyendo el carcter oxidante segn se desciende en le grupo.

Reacciones de los halgenos.Reaccionan con el agua y se disuelven ella, con excepcin del flor que la oxida: X2(g) + H2O(l) HX(aq) + HXO(aq).Con oxgeno forman xidos covalentes. Con hidrgeno forman haluros de hidrgeno, que al disolverse en agua, formando los cidos hidrcidos.Reaccionan con casi todos los metales formando haluros metlicos, casi todos ellos inicos:Mg(s) + Br2(l) MgBr2(s).Reaccionan con casi todos los no-metales:S(s) + F2(g) SF6(s).Reaccionan con compuestos covalentes inorgnicos y orgnicos (halogenacin): PCl3 + Cl2 PCl5; CH2=CH2 + F2 CH2F CH2F.

Mtodos de obtencin de los halgenos.El flor es el elemento con mayor potencial de reduccin y el ion F slo puede oxidarse en ausencia de agua, usando una mezcla de HF y KF.Hay que separar los espacios del nodo y del ctodo para evitar que el hidrgeno desprendido reaccione violentamente con el flor obtenido.El cloro se obtiene por electrlisis disoluciones muy concentradas de NaCl (salmueras) obtenindose tambin como producto secundario el NaOH:Reduccin (ctodo): 2 H2O + 2e H2 + 2 OH(aq)Oxidacin (nodo): 2 Cl(aq) Cl2(g) + 2e

Mtodos de obtencin de los halgenos.El bromo se obtiene por oxidacin de los bromuros con cloro:2 Br + Cl2 2 Cl + Br2El yodo se obtiene a partir del yodato de sodio, que se encuentra en las aguas residuales de los nitratos de Chile.Se trata con SO2 para reducir el yodato a yoduro.El propio yoduro al reaccionar con ms yodato produce yodo: 5 I + IO3 + 6 H+ 3 I2 + 3 H2O

Aplicaciones de los halgenosEl cloro se utiliza en el tratamiento de aguas.Todos los halgenos en estado elemental son txicos debido a su poder oxidante.Incluso algunos compuestos son extremadamente venenosos.El flor, el cloro y el yodo son oligoelementos muy importantes para los seres vivos.

HIDRUROSSon combinaciones binarias de hidrgeno con otro elemento. Se clasifican en:Inicos o metlicos.Covalentes o no-metlicos.Los hidruros ms importantes son el agua, el amoniaco y los haluros de hidrgeno.

Hidruros metlicos.Se forman cuando el hidrgeno se combina con un metal. En stos compuestos el hidrgeno acta con estado de oxidacin 1 y los metales actan con su estado de oxidacin habitual.Al formular, el hidrgeno se escribe siempre a la derecha. Lo hidruros metlicos forman predominantemente enlace inico y son reductores dado el fuerte carcter reductor del in H (E0 H2(g)/H(aq) = 2,25 V).

Hidruros no metlicos.Se forman cuando el hidrgeno se combina con un no metal.En stos compuestos el hidrgeno acta con estado de oxidacin: +1. Los hidruros formados tanto con el azufre como con los halgenos, una vez disueltos en agua, se transforman en cidos hidrcidos.Los hidruros covalentes forman ms o menos polares y tienen bajos puntos de fusin y ebullicin.

Hidruros no metlicos.La energa de enlace crece al situarse el no-metal ms hacia arriba y hacia la derecha de la tabla, al igual que sucede con la polaridad del enlace y la estabilidad de dichos compuestos.El carcter cido aumenta segn el no-metal se encuentra ms a la derecha y ms hacia abajo en la tabla peridica siendo el HI el cido ms fuerte.El poder reductor aumenta conforme ms metlico sea el elemento.

El agua (H2O).Tiene estructura de molcula angular con un ngulo HOH de 104,5 correspondiente a una hibridacin sp3 del oxgeno.Es una estructura que deja grandes huecos lo que explica la baja densidad del hielo en relacin con el agua lquida.Tiene un calor especfico elevado lo que produce que el clima cerca de las zonas costeras oscile mucho menos que en las zonas continentales.Es un gran disolvente de sustancias inicas debido a su elevada constante dielctrica

El agua (H2O).Es mal conductor de la electricidad debido al bajo valor de sus constante de disociacin KW.Se comporta como una sustancia anftera y como bases de Lewis debido a los pares electrnicos sin compartir del tomo de oxgeno.Se comporta como oxidante frente a sustancias reductoras como los metales desprendiendo H2 y como reductor frente a oxidantes fuertes como los halgenos, desprendiendo O2.Reacciona con xidos metlicos produciendo hidrxidos (bsicos) y con xidos no-metlicos produciendo cidos oxcidos.

El hielo.El hielo presenta una geometra hexagonal en la que cada tomo de oxgeno queda ro- deado por cuatro de hidrgeno (dos form- ando el enlace cova- lente y otros dos de otras molculas con los que forma enlace de hidrgeno). Tiene una estructura que deja grandes huecos lo que explica la baja densidad del hielo en relacin con el agua lquida.

Amoniaco (NH3).En 1785, Berthollet demostr que el amonaco es un compuesto de nitrgeno e hidrgeno.Se encuentra donde hay descomposicin de materia orgnica nitrogenada.Su geometra es piramidal trigonal encontrndose el tomo de nitrgeno en el vrtice de la pirmide. Los ngulos HNH de 106,6 corresponden a una hibridacin sp3 del nitrgenoTiene un par electrnico sobre el nitrgeno lo que le har comportarse como una base de Lewis.Dada la diferencia de entre ambos elementos y su geometra, la molcula es bastante polar.

Caractersticas generales del amoniaco.A temperatura ambiente es un gas incoloro, si bien su puntos de fusin y ebullicin son ms elevados de lo que les correspondera debido a la unin entre molculas por puentes de hidrgeno.Tiene un olor sofocante muy caracterstico.Puede licuarse a temperaturas ordinarias.Es muy soluble en agua y el volumen del lquido incrementa notablemente.El amoniaco es claramente una base dbil con una constante de basicidad Kb = 1,8 x 105, que se une a los cidos formando sales amnicas.

Reacciones del amoniaco.Al disolverse en agua forma los iones amonio e hidrxido: NH3 + H2O NH4+ + OH.A partir de los 500 C empieza a descomponerse en N2 y H2. 2 NH3 N2 + 3 H2.A alta temperaturas posee un marcado carcter reductor capaz de reducir xidos metlicos desprendiendo nitrgeno: 3 CuO + 2 NH3 3 Cu + N2 + 3 H2O. Con oxgeno se oxida a nitrgeno o a monxido de nitrgeno si se usa como catalizador platino.

Mtodos de obtencin del amoniaco.Los alquimistas lo obtenan calentando pezuas y cuernos y recogiendo en agua el gas desprendido.Otros lo conseguan calentando orina con sal comn y tratando el producto con lcalis. Actualmente, el mtodo habitual de obtencin es a partir de sus elementos, mediante la sntesis de Haber: N2 + 3H2 2 NH3 ; H = 92,4 kJ

Sntesis de Haber.N2 + 3H2 2 NH3 ; H = 92,4 kJEl rendimiento disminuye al aumentar la temperatura, pero la reaccin es muy lenta.Por eso se necesita un catalizador (una mezcla con Fe, Mo y Al2O3). Para que se aproveche industrialmente la reaccin ha de hacerse a presin elevada (entre 200 y 1000 atm) y a una temperatura de compromiso de unos 450 C. El hidrgeno y el nitrgeno que se usan deben ser puros, para evitar el envenenamiento del catalizador.

Produccin de amoniacohttp://www.fertiberia.es/informacion_corporativa/produccion/palos.html

Aplicaciones del amoniaco.Es uno de los productos qumicos de mayor utilizacin industrial.Se usa en la fabricacin de fertilizantes, fibras, plsticos, pegamentos, colorantes explosivos, productos farmacuticos y cido ntrico.La disolucin del amonaco se suele emplear en usos domsticos . Tambin se utiliza en sopletes oxhdricos, en mquinas frigorficas y en la fabricacin del hielo.

Haluros de hidrgeno.Son gases incoloros de olor irritante. Al disolverse en agua forman cidos hidrcidos fuertes (excepto el HF que es dbil, debido a la unin entre molculas por puentes de hidrgeno):HX + H2O X + H3O+.Debido a este carcter cido reaccionan con xidos, hidrxidos metlicos, carbonatos, etc: CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + CO2 + H2O.Poseen carcter reductor oxidndose a molculas de halgeno, tanto ms cuando ms abajo se encuentra el halgeno en la Tabla Peridica.El HF no es reductor, puesto que el F2 es el oxidante ms enrgico.

Mtodos de obtencin de los Haluros de hidrgeno.Por combinacin directa de halgeno e hidrgeno: X2 + H2 2 HX.El HCl suele obtenerse al tratar cloruro de sodio con cido sulfrico: NaCl(s) + H2SO4(aq) HCl(g) + NaHSO4(aq).El HF se obtiene al tratar fluoruro de calcio tambin con cido sulfrico: CaF2(s) + H2SO4(aq) 2 HF(g) + CaSO4(s).En cambio el bromuro y el yoduro de hidrgeno se obtienen al tratar su sal sdica con cido fosfrico: NaI(s) + H3PO4(l) 2 HI(g) + NaH2PO4(s).

XIDOSSon combinaciones binarias de oxgeno con otro elemento.Se clasifican en:xidos metlicos.xidos no-metlicos.

xidos metlicos.Son combinaciones binarias de oxgeno con metal.Cuanto ms inico es el enlace por ser el metal ms electropositivo ms bsico es el xido.Existen metales, tales como el cromo que forman varios tipos de xidos.A mayor E.O. del metal mayor acidez en el xido.As el CrO3 tiene caractersticas claramente cidas y por adicin de agua formar el cido crmico.Los xidos ms inicos tienen estructura cristalina con altos puntos de fusin y ebullicin.

xidos metlicos.Al disolverse en agua tienen carcter bsico: K2O + H2O 2 K+ + 2 OH.En cambio los xidos formados con metales de electronegatividad intermedia no se disuelven en agua y son anfteros.

xidos no metlicos.Sus tomos estn unidos por enlaces covalentes y tienen caractersticas cidas ya que al reaccionar con el agua forman los cidos oxcidos. Antiguamente se les llamaba anhdridosPoseen puntos de fusin y ebullicin bajos.Los xidos ms importantes son los de carbono, nitrgeno y azufre.

xidos de carbono. Son el CO y el CO2. Ambos gases que se producen en la combustin de productos orgnicos. El CO es muy txico, responsable de la muerte dulce, por la combustin incompleta de estufasEl CO2 es el producto habitual de la combustin.Lo utilizan las plantas para crear hidratos de carbono en la fotosntesis.ltimamente, hemos odo hablar de l como responsable del efecto invernadero que va calentando progresivamente la Tierra.

xidos de nitrgeno.Los ms importantes son el NO y NO2.Son tambin gases y normalmente se les suele llamar NOx, para referirnos a ellos en su conjunto.Son gases txicos, que adems se acumulan en los pulmones, si bien en cantidades elevadas.Ambos son paramagnticos pues tienen un electrn desapareado al tener entre todos los tomos un nmero impar de e.

Monxido de nitrgeno (NO).Se oxida con el oxgeno del aire formando NO2: NO + O2 2 NO2. Reacciona con los halgenos formando haluros de nitrosilo (XNO): 2NO + X2 2XNO.Suele obtenerse en el laboratorio al reducir cido ntrico con cobre: 3 Cu + 8HNO3 3 Cu(NO3)2 + 2 NOTambin puede obtenerse por sntesis directa.Industrialmente se obtiene como producto intermedio en la fabricacin de cido ntrico (proceso Ostwald): 4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2O.

Dixido de nitrgeno (NO2).El NO2 es un gas de color pardo-rojizo El color pardo de la atmsfera de las ciudades se debe a este gas.Se dimeriza al bajar la temperatura o aumentar la presin formando el N2O4 de color amarillo claro y diamagntico: 2NO2 N2O4.El NO2 no es muy inestable y se dismuta con facilidad (se oxida y reduce al mismo tiempo) formando cidos nitroso y ntrico: 2 NO2 + H2O HNO2 + HNO3.

xidos de azufre.Son el SO2 y el SO3. El azufre en ambos sufre hibridacin sp2.Su estructura se explica por la resonancia en la que participan formas con enlace covalente coordinado. Sin embargo, las longitudes de enlace SO son las de un doble enlace, lo que impedira que se cumpliese en ninguno de los casos la regla del octeto para el tomo de azufre.Ambos tienen un marcado carcter cido y son los responsables de la lluvia cida.Reaccionan con bases u xidos bsicos para formar sulfitos y sulfatos respectivamente.

Comparacin entre ambos xidos de azufre.Mientras el SO2 es un gas fcilmente licuable, el SO3 es lquido a temperatura ambiente.Mientras el SO2 es angular el SO3 tienen una estructura triangular plana.El SO2 puede actuar como oxidante o como reductor al tener el azufre un E.O. = +4. Ambos productos son intermedios de reaccin en la fabricacin industrial de cido sulfrico. El SO2 se obtiene por oxidacin directa del azufre con oxgeno o por tostacin de las piritas (FeS2) y al oxdarse con xigeno forma SO3.

Estructuras de los xidos de azufresFormas resonantes Dobles enlaces (regla del octeto) (promocin de ea niveles d) SO2 S S S O O O O O O

O O O O || || SO3 S S S S O O O O O O O O

CIDOS.Pueden ser:HidrcidosEl ms importante es el cido clorhdrico. [HCl(aq)].Se produce al disolver cloruro de hidrgeno en agua. Es, por tanto, una mezcla de ambas sustancias.OxcidosLos ms importantes son el cido ntrico y el cido sulfrico.

Propiedades del cido clorhdrico [HCl(aq)].El clorhdrico es un cido inorgnico fuerte. Es un cido muy fuerte que, en contacto con el aire, desprende un humo incoloro, de olor fuerte e irritante. Su sabor es agrio. Es corrosivo para los ojos, la piel y las vas respiratorias. La inhalacin de sus vapores puede provocar dificultades de respiracin.Es el segundo cido en importancia industrial, despus del cido sulfrico.

Mtodo de obtencin y aplicaciones del HCl(aq).El mtodo ms utilizado para la obtencin de cido clorhdrico es la sntesis directa, quemando hidrgeno en una atmsfera de cloro:H2 + Cl2 2 HCl.Aplicaciones:Tiene muchas aplicaciones en la industria farmacutica, fotogrfica, alimenticia y textil. Se utiliza en la fabricacin de abonos, en la obtencin de colorantes, curtido de pieles, como agente de hidrlisis, catalizador de reacciones, sntesis orgnica, ...

CIDO NTRICO (HNO3)Los alquimistas le llamaban agua fuerte, nombre por el que an se le conoce y lo usaban para separar la plata del oro. No se encuentra en la naturaleza en estado natural.En cambio, son muy comunes sus sales derivadas, los nitratos.Los ms importantes son: el nitro de Chile [NaNO3]el nitro de Noruega [Ca(NO3)2]el salitre [KNO3]

Caractersticas generalesdel HNO3.Lquido incoloro a temperatura ambiente.Se mezcla con el agua en todas las proporciones.Punto de fusin : -413 C.Punto de ebullicin: 86 C.Es oxidante y corrosivo.Es inestable, pues el lquido est parcialmente disociado en N2O5(g) (que produce humo en el aire hmedo) y en agua.

Aplicaciones del HNO3Es el aguafuerte que se utiliza en limpieza, para hacer grabados y en la creacin de circuitos electrnicos.El cido ntrico es un producto esencial en la industria orgnica.Se usa en la fabricacin de colorantes y explosivos (TNT).Sus sales (nitratos) se usan como fertilizantes.

Mtodos de obtencindel HNO3. Las primeras obtenciones fueron a partir de los nitratos mediante tratamiento con un cido de mayor punto de ebullicin.En principio se obtena tratando el KNO3 o el NaNO3 con cido sulfrico, pero el rendimiento no era el ptimo: KNO3 + H2SO4 HNO3 + KHSO4Cavendish, en 1785, lo obtuvo por accin de la chispa elctrica en una mezcla de nitrgeno y oxgeno hmedos en determinadas proporciones.

Proceso actual de obtencin del HNO3 (Mtodo Ostwald).Consiste en la oxidacin cataltica del amoniaco con aire enriquecido con oxgeno con arreglo al esquema: 4 NH3 + 5 O2 4 NO + 6 H2OPosteriormente el NO se oxida a NO2 y ste reacciona con agua formando cido ntrico: a) 2 NO + O2 2 NO2;b) 3 NO2 + 6 H2O 2 HNO3 + NOEl NO se recupera y se obtiene ms cido ntrico.El rendimiento de este proceso es de un 99 %.

CIDO SULFRICO (H2SO4)Se conoce desde el siglo XIII, con el nombre de aceite de vitriolo.Sin embargo, la fabricacin industrial slo se inicio a mediados del siglo XVIII.

Caractersticas generales del H2SO4.Es un producto industrial de gran importancia que tiene aplicaciones muy numerosas.Es una agente oxidante y deshidratante.Es un lquido incoloro, inodoro, denso (d=1,84 g/cm3) y de fuerte sabor a vinagre, es muy corrosivo y tiene aspecto oleaginoso (aceite de vitriolo). Se solidifica a 10 C y hierve a 290 C.Es soluble al agua con gran desprendimiento de calor.

Obtencin del H2SO4.Se utilizan dos mtodos fundamentales:Cmaras de plomo. Prcticamente en desuso hoy por obtener concentraciones de H2SO4 no superiores al 80 %. De Contacto. Es el utilizado en la actualidad. En ambos mtodos, se parte del SO2 que se obtiene a partir de la pirita o del azufre natural, seguida de su oxidacin e hidratacin:a) 4 FeS2 + 11 O2 8 SO2 + 2 Fe2O3;b) S + O2 SO2.

Mtodo de contacto para la obtencin del H2SO4.Consta de dos etapas:a) 2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g)b) SO3 + H2SO4 H2S2O7H2S2O7 + H2O 2 H2SO4Al ser exotrmica esta reaccin debe realizarse a temperatura poco elevada.La velocidad de reaccin es, por tanto muy pequea y se tiene que emplear un catalizador (platino u xidos de metales).Tiene un rendimiento mayor y se utiliza para preparar cido muy concentrado (fumante) u leum (normalmente al 98 %).

Mtodo de contacto para la obtencin del H2SO4.ste mtodo tiene un rendimiento mximo en fabricar SO3 a partir de SO2. Al ser exotrmica esta reaccin debe realizarse a temperatura poco elevada; la velocidad de reaccin es, por tanto muy pequea y se tiene que emplear un catalizador (platino u xido de vanadio). Se obtiene un mayor rendimiento si en vez de adicionar agua directamente, formamos como producto intermedio el cido disulfrico (H2S2O7):SO3 + H2SO4 H2S2O7

Produccin de H2SO4.http://www.diquima.upm.es/Investigacion/proyectos/chevic/sulfurico.html

Aplicaciones del H2SO4.Sirve para la preparacin de la mayor parte de los cidos minerales y orgnicos, de los sulfatos de hierro, de cobre y de amonio, empleados en la agricultura, de los superfosfatos y de los alumbres. El cido diluido con agua se utiliza en la depuracin de aceites y benzoles, en la refinacin del petrleo, en el decapado de los metales y tambin en pilas y acumuladores.