Proyecto Final Carolina Matus De La Parra Pavez

Proyecto Final

Carolina Matus De La Parra Pavez

Química

Instituto IACC

01 de Enero de 2018

DESARROLLO

1. Compuesto Inorgánico: Seleccione un compuesto inorgánico que participe en algún proceso industrial de su interés.

De los innumerables compuestos inorgánicos que existen, se ha seleccionado, quizás, el más sencillo de todos, sin embargo éste compuesto participa en la formación de otros compuestos químicos.

El compuesto seleccionado corresponde al Cloruro de Sodio (NaCl) en el proceso industrial de la elaboración de sal de mesa o sal común.

1. Proceso Industrial: Describa el proceso industrial involucrado utilizando terminología científica

La sal o cloruro de sodio (NaCl) se extrae de 3 fuentes principales; desde yacimientos mineros, tierras que fueron fondo marino o mares secos y desde el agua salada proveniente del mar, donde este último posee el mayor porcentaje de extracción, cercano a los 2/3 de la extracción total, el cual se describe a continuación.

El proceso industrial proveniente del agua salada comprende una primera etapa de extracción, donde por medio de acueductos se extrae con bombas el agua salada desde el mar y es depositada en lagunas de agua salada, en ellas se almacena con el propósito de que se produzca un proceso de pre cristalización de la sal, el cual corresponde a una evaporación natural y parcial del agua a través de las temperatura que proporciona el sol, principalmente en las épocas más calurosas y secas del año.

Lo anterior da lugar a una especie de lodo salino, que se deposita en cristalizadores donde alcanza temperaturas de aproximadamente 25°C y así continúe el proceso de evaporación del agua y precipitación del cloruro de sodio o cristalización final, donde es posible obtener sal en estado sólido y crudo para su posterior procesamiento industrial. Dicho método de evaporación también puede llevarse a cabo por medio de evaporadores industriales.

Una vez que ha alcanzado el estado sólido, se realiza la cosecha de la sal que corresponde a la extracción del producto del cristalizado y su transporte a la planta de procesamiento, en la cual se hace pasar por cintas transportadoras para realizar un lavado para la eliminación de impurezas como el magnesio y calcio, el agua puede disolver la sal, por ello el lavado se realiza con salmuera. Como la sal posee la propiedad de ser higroscópica, vale decir que absorbe agua desde el medio, por ello es indispensable eliminar los excedentes de agua, por medio de una etapa de centrifugado y posterior secado, por medio de aire caliente.

Posteriormente los cristales de sal pasan a la etapa de molienda, para así establecer la granulometría deseada y se transporta por tamices desde el más grueso al más fino para clasificar los cristales obtenidos y así establecer el destino del producto, según tamaño. Por ejemplo la sal fina es la utilizada como sal de mesa, la sal mediana para ablandadores de agua y la gruesa para eliminar la nieve en carreteras.

Como medida preventiva y estratégica dispuesta por la ONU es necesario agregar yodo a la sal a fin de evitar algunos trastornos en la salud por deficiencia de este mineral, entendiendo que la sal es un producto de consumo masivo, por este motivo se realiza un proceso de yodación por medio de una solución de yodato de potasio (KIO3) que es añadida al producto. Y en algunos casos, se agrega flúor con propósitos similares.

Por último la sal pasa a la etapa de envasado y almacenamiento para su distribución.

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Cristalización de la Sal

1. Reacción Química: Explique mediante, al menos una reacción química, la participación del compuesto en el proceso industrial descrito. Escriba la reacción química debidamente balanceada.

La reacción química para dar lugar a la formación de cloruro de sodio corresponde a lo siguiente:

Na+  +  Cl-  →  NaCl

Ecuación balanceada:

2 Na  +  Cl2  →  2 NaCl

Es bien es posible obtener sales de la reacción de neutralización entre ácidos y bases, como se muestra en la siguiente ecuación, donde reacciona el Hidróxido de Sodio (NaOH) con Ácido Clorhídrico para dar lugar a la formación de 2 productos: Cloruro de Sodio (NaCl) y Agua (H2O)

NaOH  +  HCl  →  NaCl  +  H2O

El cloruro de sodio (NaCl) se encuentra como compuesto inorgánico en la naturaleza y se extrae de ese modo para el procesamiento industrial.

1. Importancia de la Estequiometría: Explique, cuál es la importancia en los procesos industriales, de trabajar con el balance de ecuaciones. Ejemplifique su respuesta con la reacción química del proceso industrial mencionado.

La estequiometría y el balance de ecuaciones están estrechamente relacionados al momento de una reacción química. La estequiometría constituye la cantidad de cada molécula que participa en la reacción lo que se complementa con el balance de la ecuación, el cual permite conocer la cantidad de átomos que participan.

Así la estequiometría establece la reacción química de manera cualitativa y cuantitativa, dando cuenta de los átomos, moles y gramos involucrados en la reacción, tanto de los reactantes como de los productos, además de evidenciar el reactivo limitante y en exceso de dicha reacción.

En los procesos productivos la estequiometría permite conocer de manera exacta la cantidad de materias primas (reactantes) que deben mezclarse (reaccionar) y cuanto producto terminado se forma a partir de ellas. Por otra parte, permite conocer si la reacción química formará productos no deseados para un proceso industrial específico, además de evidenciar el estado de los productos, vale decir si se forman productos en estado sólido, líquido o gaseoso; ya que muchas veces se obtienen productos y se liberan otros como gases, con lo que también se pueden llegar a establecer medidas de impacto ambiental.

La estequiometría es fundamental al momento de los cálculos que se deben realizar previo a la reacción química, entendiendo que sólo por medio de ella será posible conocer de manera específica cuanta cantidad (por ejemplo gramos) de reactivos de necesitan y cuanta cantidad de productos de forman, si existirá pérdida de los reactivos, lo que contribuye directamente en los costos del proceso productivo, así también permite conocer cuanta cantidad de aditivos u otros compuestos deben agregarse para lograr el producto terminado.

En la siguiente ecuación, se aprecia de manera cualitativa los reactantes y los productos que se forman.

Na+  +  Cl-  →  NaCl

Sin embargo es necesario balancear la ecuación a modo de establecer su estequiometría.

2 Na  +  Cl2  →  2 NaCl

Con lo que se puede decir que 2 moles de Sodio (Na) reaccionan con 1 mol de Cloro Molecular (Cl2) para dar formación a 2 moles de Cloruro de Sodio (NaCl)

1. Estados de oxidación: Calcule los estados de oxidación de todos los átomos que componen el compuesto químico.

2 Na  +  Cl2  →  2 NaCl

(0)  +  (0)  →  (+1) (-1)

Semi reacción de oxidación:                Na  →  Na+  +  e-         Agente reductor

Semi reacción de reducción:                Cl2  +  2e-  →  2 Cl-           Agente oxidante        

1. Situaciones de riesgo: Describa 2 situaciones de riesgo posibles, que se presentan en el proceso industrial descrito.

1. Partes Móviles de los Equipos: Las cintas transportadoras constituyen un equipamiento con variadas partes móviles, paneles de control y engranajes, por lo que generar un constante y permanente riesgos para los trabajadores, ya que podría generarse el atrapamiento de extremidades por parte de dichas partes móviles o incluso que parte de la ropa o uniforme de trabajo se enganche en engranajes o en la misma cinta transportadora, ocasionando la succión o desplazamiento del trabajador por el tiraje del movimiento producto del funcionamiento del equipo, llegando a desencadenar lesiones producto del accidente, tales como desmembramiento de falanges o dedos, atrapamiento de extremidades superiores.

Por otra parte a ser equipos con funcionamiento en base a una fuente energética, en este caso eléctrica, se podrían generar descargas eléctricas en el mal manejo o manipulación del equipo, paneles de control o incluso en la conexión del enchufe a la fuente de energía eléctrica. 

1. Contacto con Productos Químicos: El yodato de potasio (KIO3) se agrega a la sal, si bien se realiza mediante una solución si no se almacena y manipula de la manera correcta puede generar incidentes a los trabajadores por contacto con el producto. El yodato de potasio en un producto muy oxidante por lo que reacciona con agentes reductores. Si bien no es inflamable, en situaciones de incendio reacciona de manera violenta con compuestos combustibles, donde a altas temperaturas puede producir vapores tóxicos de yodo y óxido de potasio (K2O). Por otra parte el contacto de este compuesto con la piel puede provocar dermatitis e irritación de la zona afectada, situación similar si entra en contacto con los ojos; si se produce la ingesta puede generar irritación y lesiones en el trato digestivo.

1. Medidas de seguridad: Explique la(s) medidas de seguridad en la industria, asociada(s) a las situaciones de riesgo descritas anteriormente.

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