Nitracion

NITRACION
Autor: Ing. Augusto A. Damiano
Edición - 2004
Materia: Industrias II 72.18

INDUSTRIAS II - 72.18

NITRACION

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NITRACION
DEFINICION
La nitración es una de las reacciones químicas comercialmente más importantes.
Se trata de la reacción entre un compuesto orgánico y un agente nitrante (por ejemplo el
ácido nítrico) que introduce un grupo nitro en el hidrocarburoproduciendo un éster.
GRUPO NITRO
+
N O2
(ión Nitronio)
De acuerdo a la estructura química del producto nitrado, la nitración puede clasificarse
como :

1-

C

Nitración

Donde un grupo nitro ( N O2
C

+

) es ganado por un átomo de carbono como se muestra

H + HNO3

C

NO2

+

H2O

2- O
Nitración
Resultando la formación de un nitrato
C

OH + HNO3

C

O

NO2 + H2O(nitrato ó éster)
Reacción típica conocida como esterificación.

3-

N

Nitración
N

H + H NO3

N
NO2 + H 2 O
( nitroaminas )
Es el producto de la sustitución de un átomo de hidrógeno por un grupo nitro produciendo
nitroaminas como en el ejemplo.

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En cada uno de los ejemplos indicados, un grupo nitro reemplaza a un átomo dehidrógeno. Sin embargo el grupo nitro puede reemplazar a otros átomos o grupos de
átomos, la reacción de Víctor Meyer es un ejemplo típico, donde un átomo halógeno
(especialmente bromo o iodo) es reemplazado por un grupo nitro usando nitrito de plata (o
nitrito de sodio).
Los compuestos nitrados pueden ser producidos por determinadas reacciones de adición
como ser ácido nítrico, o bióxido denitrógeno con compuestos orgánicos no saturados.
Por ejemplo Olefinas o Acetilenos.
El proceso de nitración es altamente exotérmico, entregando al medio más de 30
Kcal / mol. El calor de reacción, no obstante, varía con el hidrocarburo a nitrar.
El mecanismo de nitración depende de los reactivos y las condiciones de operación.
Las reacciones pueden ser del tipo iónico ó del tipo radicales libres.
Eltipo iónico se usan comúnmente en la nitración de hidrocarburos aromáticos, alcoholes
simples glicoles, gliceroles, celulosas y aminas.
El tipo radical libre se dá en nitración de parafinas, cicloparafinas y olefinas, los
compuestos aromáticos y algunos hidrocarburos pueden algunas veces ser nitrados
reaccionando con radicales libres, pero generalmente con menos éxito.
Para estas reaccionesde nitración frecuentemente son usados catalizadores sólidos.
Los productos principales obtenidos por nitración son:
derivados de celulosa,
explosivos,
nitrobenceno,
nitrotolueno,
nitrofuranos,
nitroparafinas,
nitrofenoles,
nitrocelulosa, etc.

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NITRACION TIPO IONICO
• Muchas nitraciones iónicas emplean ácidos mezcla, la que usualmente contieneácido
nítrico + un ácido fuerte, por ejemplo ácido sulfúrico / ácido perclórico / ácido
hidrofluórico / resinas de intercambio iónico conteniendo grupos de ácido sulfónico
utilizan al agente nitrante en solución líquida
En muchos casos se presentan 2 fases inmiscibles (líquidas) dentro del reactor, se
mantiene una leve presión sobre la atmosférica para conservar las 2 fases líquidas. En
lafase orgánica se concentran los nitrohidrocarburos. En la fase ácida se concentra el
agua. El lugar de la nitración propiamente dicha está junto a la interfase.
• Por razones de seguridad la operación es :
a) A presión atmosférica
b) Rango de temperaturas [0 a 120] ºC por lo tanto el rendimiento será función
de la temperatura = f (T)
• Aumenta el tiempo de residencia (oscila alrededor de 1hora)
No utilizar temperaturas menores a 0ºC dado que el rendimiento bajará y se
incrementará el costo de refrigeración

AGENTES DE NITRACION IONICA
• Frecuentemente se utiliza

(HO.NO2)

H NO3

• La verdadera especie nitrante en reacciones tipo iónica es el nitronio

N O2

+

• El ácido nítrico puro, ionizado produce pequeñas cantidades de ión nitronio.
2 H N O3
H2 NO3

H2...