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Productos básicos de la química orgánica industrial

Publicado por Ángeles Méndez

La inmensa mayoría de los productos de la química orgánica proceden de sustancias como el petróleo, el gas natural o el carbón, o, en menor medida, de un conjunto de sustancias de origen natural, de las cuales las más comunes son los hidratos del carbono, las grasas y los aceites. Entre las materias primas, destacamos compuestos básicos como son el metano, etileno, propileno, butadieno, benceno, tolueno y los xilenos.

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En torno a un 90% de los productos de la química orgánica proceden del petróleo y el gas natural. Sin embargo, es bueno recordar que a pesar de que el petróleo, el gas natural y el carbón sean materias primas bastante importantes para la industria de la química, la principal utilización de estos combustibles de tipo fósil es la creación de energía. Así, tan sólo en torno a un 8% del petróleo es destinado a la fabricación de productos químicos. El gran valor añadido que tienen los productos químicos que derivan del petróleo nos permite suponer que, en un futuro no muy lejano, se incrementarán las aplicaciones petroquímicas frente a las que producen energía.

Cuando hablamos de petróleo crudo, hacemos referencia a una complicada mezcla de hidrocarburos de tipo saturado, con ciertas cantidades añadidas de hidrocarburos no saturados, los cuales se separan a través de destilación fraccionada. Para la síntesis o preparación de los productos químicos, son de mayor interés las fracciones ligeras que tienen un mínimo número de carbonos, en especial, las que tienen en su contenido hidrocarburos insaturados. La formación de los anteriormente mencionados, se ve favorecida por las operaciones de “craqueo catalítico”, como la que representamos en la siguiente ecuación para el hexano, dando lugar a la formación como productos del etileno y el propileno:

2 C6H14 → CH4 + 3 C2H4 + C2 H6 + C3H6; a una temperatura de entre 800-1000ºC y en presencia de un catalizador.

Elegir un adecuado catalizador es importante. En diferentes condiciones, y con un apropiado catalizador, se produce el conocido como “reformado” del hexano, formándose el benceno:

C6H14 → C6H6 + 4 H2

En el caso del gas natural, el cual se encuentra formado de manera esencial por metano, reacciona a altas temperaturas, con el vapor de agua, produciendo una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno, que se conoce comúnmente como “gas de síntesis”:

CH4 + H2O → CO + 3 H2

El gas de síntesis se usa para preparar diferentes compuestos de tipo orgánico como puede ser el metanol u otro tipo de alcoholes. EL hidrógeno que provienen del gas de síntesis también se utiliza para sintetizar amoniaco, siguiendo el método denominado proceso Haber.

El carbón también se trata de una materia prima bastante importante, la cual contienen diferentes elementos como el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre. Cuando calentamos el carbón a temperaturas que superan los 300ºC ( entre 350 y 1000ºC), encontrándose en una falta de aire, se produce el coque sólido, el cual se utiliza para fabricar sustancias tan importantes hoy en día como es el acero, y otros productos de tipo aromático que se ven condensados al bajar las temperaturas; entre estos productos destacamos aquellos que se condensan por debajo de los 200ºC, como pueden ser el benceno , xileno o tolueno, en cambio a temperaturas más altas, condensan el naftaleno y el fenol. Otra utilización del carbón a modo de materia prima, es el tratamiento de éste con vapor de agua, dando lugar a una mezcla de sustancias, como metano, monóxido de carbono e hidrógeno, las cuales poseen aplicaciones importantes.

También hay compuestos en la química orgánica que se obtienen partiendo de los carbohidratos, es decir, de la biomasa. Estos compuestos son en su mayoría polisacáridos, como puede ser el cado de la celulosa, que conforman de manera principal las plantas, y son por tanto materiales de fácil acceso además de renovables. La biomasa nos provee de alimentos, pero también se hace posible sustraer productos químicos de ella. El procedimiento químico más común es la fermentación; sin embargo, algunos polisacáridos, como puede ser el caso de la celulosa, deben hidrolizarse primero pasando a azúcares más sencillos, antes de proceder a la fermentación. Se puede decir, que hasta los años 50, el etanol que se utilizaba en la industria procedía de la fermentación, el cual tras ser deshidratado generaba etileno, siendo éste el producto intermediario de una síntesis probablemente más demandado en la industria de la química orgánica. El almidón, las melazas y otras azúcares son buenos para las fermentaciones, si hablamos desde el punto de vista técnico, pues se convierten sencillamente en glucosa, la cual por acción de los microorganismos puede transformarse en diferentes y variadas sustancias químicas.

Por otro lado, las grasas y las aceites, ya sean de origen animal o vegetal, fundamentalmente son ésteres del triol, 1, 2,3- propanotriol (glicerina o glicerol), con cadenas que a menudo son insaturadas, las cuales tienen entre unos 10 y 20 carbonos. Estos ésteres son muy usados en la industria de la alimentación, y los grupos insaturados, como los que presenta el aceite de oliva, se cree que hacen disminuir el colesterol, y con ello el riesgo cardiovascular. La hidrólisis de los ésteres produce la formación de glicerol, así como sus correspondientes ácidos grasos. Particularmente, el jabón de utilización doméstica se encuentra formado tan sólo por la sal de sodio de la mezcla de ácidos grasos que se consigue a través de la hidrólisis de las grasas y las aceites, es decir, a través de la saponificación.

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