Amoniaco

Descripción del producto: El amoniaco es un gas de olor picante, incoloro; a temperatura y presión normales es soluble en agua y metanol; es más ligero que el aire y fácilmente licuable a presión. También es considerado buen solvente de sales. Su formula es NH3. Sus propiedades son: temperatura de ebullición: -33.35 °C (se debe refrigerar a -33 °C); peso molecular: 17.0; densidad gas (aire=1):0.5971; densidad liq. 0.77 (0 °C) y 0.690 (a -40°C); presión de vapor líquido: 8.5 atm. (20 °C): temperatura de inflamación: 650°C;. Su punto de fusión es -77,7 °C; y contiene un 82.2% de nitrógeno.
Una disolución acuosa saturada contiene un 45% en peso de amoníaco a 0 °C y un 30% a temperatura ambiente. Disuelto en agua, el amoníaco se convierte en hidróxido de amonio, NH4OH; de marcado carácterbásico y similar en su comportamiento químico a los hidróxidos de los metales alcalinos[1].
El amoniaco es producido por una reacción catalítica, combinando nitrógeno atmosférico e hidrógeno producido por una fuente de hidrocarburos; usualmente gas natural.
Se dice que en la antigüedad se obtenían amoniaco a partir de la sal amónica, producida por destilación del estiércol de camello, cerca deltemplo de Júpiter Amón en Libia (de ahí su nombre). En Europa, durante la Edad Media, el amoníaco se obtenía calentando los cuernos y pezuñas de bueyes, y se llamaba espíritu de cuerno de ciervo. El alquimista alemán Basil Valentine obtuvo el amoníaco libre, y, hacia 1777, el químico francés Claude L. Berthollet determinó su composición.
Antes de que se desarrollara la industria del amoniacosintético, éste se obtenía principalmente como producto secundario de la conversión de hulla en coque. De esta transformación, se desprende una parte del nitrógeno en forma de amoniaco y se le obtiene de los gases del horno en forma de sulfato amónico y de agua amoniacal entre 15 y 20% del nitrógeno original de la hulla; se separa en forma de amoniaco, aproximadamente de 2.75 a 3.25 kg de amoníaco portonelada de hulla convertida en coque[2].
Hoy, la mayoría del amoníaco se produce sintéticamente a partir del proceso de Haber-Bosch, que es una combinación directa entre hidrógeno y nitrógeno. Para realizar este proceso se requería en aquel entonces de condiciones extremas jamás aplicadas antes en un laboratorio, tales como: una temperatura de 200 ºC y una presión que sobrepasaba doscientas vecesla atmosférica. Sin embargo, aún en esas condiciones, la producción de amoniaco era muy lenta. Para acelerar la reacción era necesario un catalizador, en este caso un metal sobre cuya superficie la combinación del hidrógeno y del nitrógeno se efectuaría más rápidamente. Debido a esto, se ensayó toda la lista de los metales hasta llegar al polvo de un metal muy raro, el osmio, el cual, aceleró lareacción de una manera notable. El 2 de julio de 1909, se hizo una demostración produciendo unas setenta gotas de amoniaco por minuto[3].

Obtención Industrial

Industrialmente, el amoniaco se obtiene a través del metano. El metano (CH4) es el hidrocarburo parafínico que contiene más átomos de hidrógeno por átomo de carbono. Esta propiedad se aprovecha para obtener el hidrógeno necesario en lafabricación de amoniaco (NH3) y metanol (CH3 – OH).
El hidrógeno se obtiene catalíticamente, quemando parcialmente el metano en presencia de oxígeno y de vapor de agua, con lo cual se forma una mezcla llamada gas de síntesis, compuesta principalmente por monóxido de carbono (CO), bióxido de carbono(CO2) e hidrógeno (H2).
Las principales reacciones que intervienen son las siguientes:
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Lafigura siguiente nos describe el diagrama del proceso para producir gas de síntesis; usado principalmente para hacer amoniaco y metanol.
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Diagrama del proceso para producir gas de síntesis
Cabe mencionar que también se suele usar el etano, el propano y el butano como materias primas, aunque éstos tienen en sus moléculas menos átomos de hidrógeno por átomo de carbono que el...