La química es una ciencia que tiene una aplicación muy amplia en la vida cotidiana. El rápido desarrollo en el campo de la química ha contribuido mucho al progreso en diversos campos, como la salud, el medio ambiente, la industria y otros campos estrechamente relacionados con la química. Si presta atención, todos los aspectos de la vida no pueden separarse de los productos químicos. Los alimentos que comemos, los medicamentos, los materiales de limpieza, como el jabón, los detergentes, la pasta de dientes, el transporte son una pequeña parte de los productos químicos utilizados.
Por supuesto, todos pueden sentir los beneficios de estos diversos productos químicos, que facilitan la vida. Cabe señalar, la Química es parte de un campo de la ciencia que estudia la estructura, composición, estructura, propiedades de la materia y sus cambios, y la energía que acompaña a estos cambios.
En esta discusión, revelaremos sobre el proceso de fabricación de elementos y compuestos. Aquí está el proceso en cuestión, que incluye álcali, álcali del suelo, halógeno, aluminio y muchos más.
Álcali (sodio)
La producción de elementos y compuestos de sodio se puede realizar mediante el proceso Downs, es decir, la electrólisis de NaCl fundido. La salmuera que contiene NaCl se evapora a sequedad, luego el sólido formado se tritura y funde. Mientras tanto, para reducir los costos de calefacción, se mezcla NaCl (punto de fusión 8010C) con 1 parte de CaC12 para reducir la temperatura de fusión a 5800C.
Suelo alcalino (magnesio)
La producción de elementos y compuestos de magnesio se puede obtener mediante el proceso Downs. Donde, el magnesio se precipita como hidróxido de magnesio añadiendo Ca (OH) 2 al agua de mar. Después de eso, agregue ácido clorhídrico para obtener el cloruro, que luego se obtienen cristales de cloruro de magnesio (MgCl.6H2O).
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Después de eso, electrólisis de los cristales de magnesio fundidos añadiendo primero cloruro de magnesio parcialmente hidrolizado a la mezcla fundida de cloruro de sodio y calcio. Esto se hace para evitar la formación de MgO cuando se calientan los cristales de MgCl.6H2O. Luego, el magnesio se formará en el cátodo.
Halógeno
- Flúor
La preparación de elementos y compuestos de flúor se puede obtener mediante el proceso de Moissan, según el nombre de la primera persona en aislar el flúor, H. Moissan (1886). Este proceso utiliza el método de electrólisis de HF disuelto en KHF2 fundido. Con la reacción: 2 HF H 2 (g) + F 2 (g)
- Cloro
El cloro se puede hacer usando 3 métodos, a saber, el proceso de diácono (oxidación), el HCl se mezcla con aire, luego se hace fluir a través de CuCl 2 que actúa como catalizador y la reacción ocurre a una temperatura de ± 4300C y una presión de 20 atm. La segunda forma, electrólisis de la solución de NaCl usando un diafragma. El tercer método es la electrólisis de NaCl fundido.
- Bromo
A escala industrial, el bromo se produce extrayendo agua de mar. Esto se debe al alto contenido de Br - agua de mar (aproximadamente 70 ppm). Inicialmente, el pH del agua de mar se hace a 3,5 y luego se hace reaccionar con Cl 2 (g) para oxidar el Br - a Br 2 (g).
- Yodo
A escala industrial, el yodo se obtiene haciendo reaccionar NaIO 3 con bisulfito de sodio (NaHSO 3 ). El I 2 obtenido precipita , filtra y purifica.
Aluminio
La producción de elementos y compuestos de aluminio se obtiene mediante el proceso Hall-Heroult, donde este proceso incluye dos etapas, a saber, la etapa de refinado y la etapa de electrólisis.
- En la etapa de refinado, en esta etapa, el aluminio producido a partir de bauxita que contiene óxido de hierro (Fe203) y sílice se purifica disolviendo la bauxita en NaOH (aq). El óxido de hierro básico (Fe203) no se disuelve en una solución de NaOH. Reacción: Al 2 O 3 (s) + 2NaOH (ag) → 2NaAlO 2 (ag) + H2O
Luego, la solución se acidifica para precipitar Al (OH) 3 (s). El Al2O3 puro se puede producir calentando Al (OH) 3 y luego filtrándolo para obtener Al2O3. Reacción: NaAlO 2 (ag) + HCl (ag) + H2O → Al (OH) 3 (s) + NaCl (ag) 2Al (OH) 3 (s) → Al 2 O 3 (s) + 3H 2 O (g )
- La etapa de electrólisis, Al 2 O 3 (con un punto de fusión de 2030 ° C) se mezcla con criolita (Na 3 AlF 6 ) (para reducir el punto de fusión a 1000 ° C). La solución de Al 2 O 3 en criolita se electroliza utilizando carbono como cátodo y ánodo.
Nitrógeno
La producción de elementos y compuestos de nitrógeno gaseoso (N2) se lleva a cabo mediante licuefacción y destilación fraccionada del aire. El nitrógeno líquido se destila primero porque su punto de ebullición es menor que el del oxígeno. Después de eso, se puede producir nitrógeno gaseoso (N2) mediante la reacción de una solución de NH4Cl (cloruro de amonio) y NaNO3 (nitrito de sodio).
Oxígeno
La preparación de elementos y compuestos de oxígeno (O2) se realiza mediante la descomposición de sales que contienen mucho oxígeno. Ciertos compuestos que contienen grandes cantidades de oxígeno, como el clorato de potasio, el permanganato de potasio, el nitrato de potasio, etc., producen oxígeno gaseoso con un fuerte calentamiento.
Azufre
La preparación de elementos y compuestos de azufre se puede obtener mediante extracción mediante el proceso Frasch. El azufre subterráneo se licúa haciendo pasar agua sobrecalentada a través de la tubería exterior de una disposición de tres tuberías concéntricas.
El azufre líquido se expulsa bombeando aire caliente. Posteriormente se deja congelar el azufre, de manera que el azufre obtenido de esta forma tenga una pureza de hasta el 99,6% porque el azufre no se disuelve en agua.
Silicona
La preparación de elementos y compuestos de silicio se puede obtener mezclando sílice y coque (como agente reductor) y calentándolo en un horno eléctrico al término de 3.0000C con la reacción SiO2 (l) + C (s) Si (l) + 2 CO (g).
Hierro
La fabricación de elementos y compuestos de hierro se puede realizar mediante voladura en un dispositivo llamado alto horno que está hecho de ladrillos que son altamente resistentes al calor. Donde, hay 3 tipos de materiales incluidos en este horno, a saber, mineral de hierro cubierto con arena, piedra caliza (CaCO3) para unir impurezas y carbono (coque) como agente reductor.
Cobre
El cobre se extrae de la pirita de cobre mediante un método pirometalúrgico, esto implica un proceso de reducción de metales. Donde, esta extracción implica los pasos a saber, trituración y concentración, tostado, fundición o fusión y bessemerización. Las etapas son:
- El cobre se extrae de la pirita de cobre.
- El cobre se tritura primero y luego se filtra.
- El mineral triturado se concentra mediante un proceso de flotación espumosa.
- El mineral concentrado se tuesta en un horno de reverberación con suministro de aire libre.
- El mineral tostado se mezcla con coque y arena y luego se funde en un alto horno en presencia de aire.
- En la fundición, la masa fundida contiene principalmente sulfuro de cobre con una pequeña cantidad de sulfuro ferroso, conocido como mate y se transfiere a un convertidor Bessemer.
- En el convertidor Bessemer, el metal se solidifica y libera gas de dióxido de azufre, lo que da como resultado ampollas en el metal conocido como ampollas de cobre o ampollas de cobre.
- Luego se refina el cobre puro al 99%, conocido como cobre blíster. Además, la purificación se lleva a cabo mediante refinado electrolítico.
