Universidad Tecnológica de México
Campus Coyoacán
Química Inorgánica
Trabajo de Investigación 4
“Atmósferas Inertes”
Grupo: IQ03A
Ing. José Ezequiel Gutiérrez Gómez
Elaboró:
García Burgos Rowdy Kerby 07099317
Fecha de Entrega: 29 de Julio de 2008
Resúmen
Los gases industriales de más amplio uso y producción son el Oxígeno, Nitrógeno, Hidrógeno y los gases inertes tales como el Argón. Estosgases desempeñan roles tales como reactivos para procesos, forman parte de ambientes que favorecen reacciones químicas y sirven como materia prima para obtener otros productos.
El uso de estos gases en la industria es de gran importancia. En las industrias alimentarias se usan para almacenar y conservar alimentos por largos períodos de tiempo. En las industrias químicas forman parte de numerososprocesos de obtención y transformación.
En la metalurgia el uso de gases industriales es indispensable. El oxígeno juega un papel preponderante en la fabricación y refinación de aceros. El uso de atmósferas inertes de Argón es intensivo en procesos siderúrgicos. El tratamiento térmico de aceros y aleaciones no ferrosas precisa del uso de atmósferas controladas de hidrógeno y nitrógeno paraalcanzar óptimos resultados.
Elementos y piezas hechos de materiales de nueva generación tales como polímeros y compositos dependen en gran medida, para su manufactura, de la presencia de atmósferas controladas y/o inertes así como una buena parte de las tecnologías basadas en el uso de los rayos láser y de los superconductores.
En el presente trabajo se hace una revisión del estado de la tecnología parala obtención de algunos gases de uso industrial como el Nitrógeno y el Argón principalmente. En primer lugar se hace una revisión de las características del nitrógeno y el Argón, así como una descripción de una atmósfera inerte, algunas aplicaciones y usos de la misma.
Desarrollo
Nitrógeno
El nitrógeno es el elemento, en forma no elemental, más abundante en nuestro planeta. Se encuentraprincipalmente en la atmósfera, donde constituye el 78.1 % en volumen. Su abundancia en la corteza terrestre es sólo del 0,002% en masa. Los únicos minerales importantes que contienen nitrógeno son el KNO3 (nitro o salitre) y el NaNO3 (nitrato de sodio o nitrato de Chile), localizados en unas pocas regiones desérticas. Otras fuentes naturales que contienen nitrógeno son las proteínas de plantas y animalesy restos fosilizados de plantas vivas como el carbón.
El nitrógeno gas fue identificado inicialmente como ese componente del aire que impedía la respiración o la combustión. Por eso se le dio el nombre de azote (sin vida) en francés e italiano. El elemento nitrógeno se presenta libre en la naturaleza en forma molecular: el dinitrógeno, gas incoloro e inodoro. Es un gas inerte, poco soluble en elagua; su solubilidad aumenta con la presión lo cual representa un problema para los submarinistas.
Hasta hace aproximadamente 100 años las fuentes de nitrógeno puro y sus compuestos eran bastante limitadas. Esto cambió totalmente con el descubrimiento de un proceso para la licuación del aire en 1895 y de un proceso para convertir el nitrógeno en amoniaco en 1908.
Mediante la destilación del airese obtienen unos 30 millones de tn/año de nitrógeno. En este proceso el aire previamente licuado se calienta gradualmente. Cada uno de los gases que componen el aire tiene un punto de ebullición diferente, lo que permite separarlos gradualmente. El N2 tiene un punto de ebullición de -195.8 ºC. Este método produce N2 de alta pureza (< 20 ppm de O2).
A menor escala, se puede preparar separándolodel oxígeno atmosférico mediante el uso de membranas o con Zeolitas. Algunas zeolitas absorben selectivamente N2 que puede ser liberado cuando se calientan.
A escala de laboratorio, se puede obtener por descomposición térmica de sales nitrogenadas como el nitrito amónico:
NH4NO2 (ac) ? N2 (g) + 2 H2O (l)
También se puede obtener nitrógeno con un alto grado de pureza por descomposición térmica de…