UTILIDAD DE LA QUÍMICA ORGÁNICA EN LA INDUSTRIA
Los compuestos orgánicos, a diferencia de los inorgánicos, siempre contienen en su composición al carbono. Precisamente, la Química Orgánica tiene por objetivo el estudio del carbono, su estructura, compuestos, transformaciones y aplicaciones.
Actualmente, se conocen varios millones de compuestos orgánicos, mientras que la cantidad de las sustancias inorgánicas es mucho menor. ¿Por qué el carbono forma una gran variedad de compuestos? ¿Cómo se enlazan o se organizan los átomos de carbono? Las sustancias orgánicas se encuentran en todos los organismos vegetales y animales, entran en la composición de nuestros alimentos (pan, carne, legumbres, etc.), sirven de material para la confección de diversas vestimentas (nailon, seda, etc.), forman diferentes tipos de combustible, se utilizan como medicamentos, materias colorantes, como medio de protección en la agricultura (insecticidas, fungicidas, etc.). Como se puede ver, los compuestos orgánicos son muy importantes en la vida cotidiana y a nivel industrial.
Los logros de la Química Orgánica se utilizan ampliamente en la producción moderna, siendo fundamental su aporte en la economía nacional, ya que al realizar a gran escala los procesos de transformación, no solamente se obtienen sustancias naturales, sino también sustancias artificiales, por ejemplo, numerosas materias plásticas como caucho, pinturas, sustancias explosivas y productos medicinales.
Actualmente, se conocen varios millones de compuestos orgánicos, mientras que la cantidad de las sustancias inorgánicas es mucho menor. ¿Por qué el carbono forma una gran variedad de compuestos? ¿Cómo se enlazan o se organizan los átomos de carbono? Las sustancias orgánicas se encuentran en todos los organismos vegetales y animales, entran en la composición de nuestros alimentos (pan, carne, legumbres, etc.), sirven de material para la confección de diversas vestimentas (nailon, seda, etc.), forman diferentes tipos de combustible, se utilizan como medicamentos, materias colorantes, como medio de protección en la agricultura (insecticidas, fungicidas, etc.). Como se puede ver, los compuestos orgánicos son muy importantes en la vida cotidiana y a nivel industrial.
Los logros de la Química Orgánica se utilizan ampliamente en la producción moderna, siendo fundamental su aporte en la economía nacional, ya que al realizar a gran escala los procesos de transformación, no solamente se obtienen sustancias naturales, sino también sustancias artificiales, por ejemplo, numerosas materias plásticas como caucho, pinturas, sustancias explosivas y productos medicinales.
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 extracción, es transportado por medio de tuberías de acero estirado, de un diámetro interior de 5 a 35 cm, que son los llamados oleoductos o pipelines.
El petróleo bruto, liquido de aspecto muy variable, es una mezcla extremadamente compleja de numerosos hidrocarburos, con pequeñas cantidades de otras sustancias. Según su origen, predominan los hidrocarburos saturados o los hidrocarburos cíclicos; pero en todos los petróleos los dos tipos de hidrocarburos existen en proporciones muy variables.
Combustibles gaseosos.
Gas natural:
En el interior de la corteza terrestre existen bolsas que contienen cantidades importantes de gases combustibles cuyo origen es probablemente análogo al de los petróleos. La presión de estos gases suele ser elevada, lo cual permite su distribución económica a regiones extensas. Están constituidos principalmente por metano, con pequeñas cantidades de butano, y aun por hidrocarburos líquidos. Estos, una vez extraídos, constituyen un buen manantial de gasolina.
Butano y Propano:
Se extraen del petróleo bruto, en el que se encuentran disueltos. También se originan en las diversas operaciones del tratamiento de los petróleos. Son fácilmente licuables a una presión baja y pueden transportarse en estado liquido en recipientes metálicos ligeros. Son utilizados como gases domésticos en las regiones donde no existe distribución de gas del alumbrado.
Hidrógeno:
El hidrógeno puro, generalmente producido por electrólisis del agua, no se utiliza como combustible mas que en soldadura autógena y en la fabricación de piedras preciosas sintéticas. En este caso es irreemplazable: como no contiene carbono, no existe el peligro de que altere la transparencia de las piedras.
Acetileno:
Se obtiene por acción del agua sobre el carburo de calcio. Da una llama muy caliente y muy brillante. Se emplea en soldadura y para el alumbrado; pero estas son aplicaciones accesorias: el acetileno es, sobre todo, un intermediario importante en numerosas síntesis químicas industriales.
INDUSTRIAS ORGÁNICAS.
Grasas:
Las grasas están constituidas por ácidos orgánicos de largas cadenas que contiene de 4 a 22 átomos de carbono en su molécula, combinados en forma de esteres con la glicerina. En las substancias grasas naturales no se encuentran mas que ácidos grasos con un numero par de átomos de carbono. Los principales ácidos encontrados en las substancias grasas son los ácidos butirico, palmitico, estearico, oleico y linoleico.
La alimentación consume la mayor parte de las sustancias grasas, pero la fabricación de los jabones y detergentes, así como la de las pinturas, absorben también grandes cantidades; las grasas constituyen, además, la única fuente importante de glicerina, necesaria para la fabricación de materias plásticas y explosivos; finalmente, las sustancias grasas se utilizan en la fabricación de velas y en la preparación de pomadas farmacéuticas y productos de belleza.
Se clasifican en:
SUSTANCIAS GRASAS VEGETALES:
Ø Sólidas:
a) Manteca de cacao.
b) Sebo vegetal de China.
c) Sebo de Borneo
Ø Semisólidas:
a) Aceite de nuez de coco.
b) Aceite de palmiche.
c) Aceite de palma.
Ø 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 algodón.
b) Aceite de sésamo.
c) Aceite de maíz.
d) Aceite de girasol.
@ Secantes:
a) aceite de soja
b) Aceite de cártamo.
c) Aceite de clavel.
d) Aceite de hevea.
e) Aceite de linaza.
f) Aceite de tung.
SUSTANCIAS GRASAS ANIMALES.
Ø Sólidas:
a) Manteca de vaca.
b) Manteca de cerdo.
c) Sebos.
d) Grasa de huevos.
e) Grasa de lana.
Ø Liquidas:
a) Aceite de pezuñas.
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 los tejidos vegetales o animales que las contienen. Puede hacerce por simple fusión, en seco o en presencia de agua: el calor hace estallar las células y el aceite o la grasa fundida se separa de las impurezas por su distinta densidad. Este procedimiento de fusión es él mas empleado en sustancias grasas de origen animal (exceptuando las mantecas). Las grasas y aceites vegetales suelen obtenerse por presión, en frío si se trata de un aceite, y en caliente en el caso de una grasa. La presión hace explotar las células y la sustancia grasa se derrama. La extracción por disolventes da mejores rendimientos. El procedimiento consiste en someter la materia prima, previamente reducida a polvo, a la acción de un disolvente de las sustancias grasas. Se filtra luego para separa la disolución de los residuos vegetales, y el disolvente se recupera por destilación y vuelve a entrar en el proceso. Como la operación se puede repetir muchas veces, se llega a extraer la casi totalidad de las sustancias grasas, lo que no se consigue con simple presión. Los disolventes empleados son la gasolina, el tricloroetileno y el sulfuro de carbono. La disolución de las sustancias grasas se efectúa en caliente.
Las grasas obtenidas por presión son de mas calidad que las obtenidas por extracción con disolventes, y por eso se destinan a fines alimenticios. Las tortas prensadas se vuelven a prensar frecuentemente a presiones mas elevadas, y se obtiene así un aceite de inferior calidad. Generalmente se combinan ambos procedimientos, para lo cual se someten a extracción con disolventes los residuos de la presión. Los residuos de extracción se utilizan como alimentos para el ganado (tortas de cacahuate) como abonos (tortas de pescado).
Las grasas y los aceites extraídos por cualquiera de los procedimientos anteriores han de someterse, especialmente si se destinan a la alimentación, a un refinado o purificación. La coagulación tiene por objeto precipitar los mucílagos y otras impurezas contenidas en el aceite o en la grasa, y se realiza por calefacción en presencia de agua y decantación o centrifugación. La adsorción elimina las impurezas mas pequeñas y gran parte de la coloración; consiste en filtrar las sustancias grasas sobre tierra decolorante o carbón activo. El refinado alcalino elimina los ácidos grasos, no combinados con la glicerina, mediante una disolución débilmente básica. La desodorización se verifica en el vacío inyectando vapor de agua en la sustancia grasa.
