ANEXO 2 DE QUÍMICA (PERIODO TRES)

Publicado en por San Bartolomé

ANEXO 2

LAS APLICACIONES DE LA ESTEQUIOMETRÍA A LA INDUSTRIA

 

La industria química es una de las más proliferas debido a su alta aplicabilidad (procesos de producción y mejoramiento de cualquier materia), sin embargo para que las industrias funcionen se debe tener un estricto control de la cantidad de material empelado y producido, así como de los costos que implican dichos procesos, por tanto las cantidades involucradas así como las condiciones requeridas juegan un papel fundamental en las industrias.

 

Una de las industrias más importantes es aquella encargada de la producción de ácido bórico cuyo procedimiento básico es disolver 5 g de bórax en 100mL de agua, a lo cual se adiciona lenta y cuidadosamente 6.5 mL de una solución de H2SO4 que equivalen a 1.27 g.  Esta mezcla posteriormente es levada a un baño de hielo seco hasta disminuir la temperatura a 0 ºC.  Este contenido anterior es filtrado y en el filtrado se bañan los cristales de ácido bórico con una solución de ácido bórico o acetona paraser llevados a una estufa en la cual se les retira el contenido de humedad y son pesados para saber la cantidad de producto logrado.

 

El ácido bórico puede obtenerse por reacción acuosa entre el boráx (tetraborato de sodio decahidratado, Na2B4O7) y el ácido sulfúrico,. H2SO4. El bórax es un sólido cristalino que se disuelve fácilmente en agua formando soluciones alcalinas, mientras que el ácido bórico es un polvo blanco y cristalino, H3BO3, volátil por arrastre con vapor de agua, que se disuelve bastante bien en agua caliente (28%p/v), pero muy poco en agua fría (3% p/v).  Las reacciones implícitas en la  obtención del ácido bórico pueden resumirse así:

 

El bórax se disuelve en agua y se disocia a iones sodio y tretraborato:

 

Na2B4O7                 Na+1   +   B4O7-2

 

El ion tetraborato se hidroliza en el agua a ion hidróxilo y ácido bórico:

 

B4O7-2   + H2O                H3BO3  +   OH-1

 

El ácido sulfúrico neutraliza el ion hidroxilo formado y desplaza el equilibrio hacia la derecha:

 

H2SO4   +  OH-1             H2O  +  SO4-2

 

Agrupando estas dos ecuaciones en una sola ecuación general:

 

Na2B4O7   +  H2SO4  +  H2O             H3BO3   +  Na2SO4-2

 

Es de alta importancia reconocer que el boráx se emplea como antiséptico como ablandador de agua, como reactivo analítico en el laboratorio y como materia prima en la fabricación del vidrio Pirex.  Por su parte, el ácido bórico es un ácido débil, soluble en etanol y glicerina, que es usualmente empleado en higiene como antiséptico y astringente, en el caso de la industria metalmecánica para el limpiado suave de superficies y en la fabricación de aceros.

 

CONTESTE LAS PREGUNTAS PRESENTADAS A CONTINUACIÓN DE ACUERDO CON LA LECTURA ANTERIOR

 

1.    ¿Cuántas moles de ácido sulfúrico se requieren para estequiométricamente con una mol de bórax?

2.    Explique en sus propias palabras porque es necesario que existan cantidades equivalentes de ácido sulfúrico y bórax.

3.    ¿En que sentido un exceso de ácido sulfúrico perjudica o favorece el procedimiento de síntesis de ácido bórico?

4.    Consulte en un libro de química analítica ¿Cómo se afectaría la eficiencia de la reacción si en el proceso de síntesis, la cristalización del ácido bórico se realiza a 10ºC y no a 0ºC?

5.    ¿Cómo afecta la eficiencia de la reacción las impurezas  e humedad en los cristales de ácido bórico?

6.    Si se realiza la práctica de acuerdo a la metodología descrita y sin ningún error ¿Cuál sería la eficiencia máxima alcanzada?

 

Etiquetado en Décimo

Para estar informado de los últimos artículos, suscríbase:

Comentar este post