Titanio

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UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR

QUÍMICA EN GUAYANA

RESUMEN DE ALGUNOS DE LOS PROCESOS QUÍMICOS MÁS IMPORTANTES QUE SE DESARROLLAN EN LA ZONA DE GUAYANA

APUNTES DE QUÍMICA GENERAL

Antonio M. Barriola

Profesor Titular de Química

Departamento de Química Tl 58 212 9063994

Edificio Q&P Tercer piso. Oficina 303

Correo electrónico barriola@usb.ve

QUÍMICA ENGUAYANA

Venezuela es un País privilegiado con la presencia de minerales y productos básicos para el uso cuotidiano. Específicamente en la zona de Guayana existen extensas zonas de acumulación de minerales tales como bauxitas, hepatitas, hematitas, torio, oro, diamante…etc.

A continuación se detallan algunas las industrias químicas más importantes que se han venido desarrollando en la zona deGuayana, haciendo énfasis en los procesos químicos.

METALURGIA DEL ALUMINIO.

El mineral principal del que se extrae el aluminio es la bauxita la cual contiene Fe2O3 como impureza además de otros óxidos como el de titanio, silicio u otros. La producción de aluminio se lleva a cabo a través del denominado proceso Hall. Desarrollado por Charles Hall en Estados Unidos y Paul Héroult en Francia sebasa en la electrólisis del óxido de aluminio Al2O3.

La impureza del Fe2O3 es eliminada gracias a las propiedades anfotéricas del aluminio. Es así como en presencia de hidróxido de sodio el hierro precipita como hidróxido mientras que el aluminio permanece en solución como tetra hidróxido de aluminio(III).

Al3+(ac) + Fe3+(ac) + OH- (ac) → Al(OH)3(s) + Fe(OH)3 (s)Al(OH)3(s) + OH-(ac) → [Al(OH)4]-(ac)

Al calentar la solución del tetra hidróxido se obtiene óxido de aluminio puro la cual puede ser sometida a la electrólisis, después de resolver otros problemas técnicos.

2 [Al(OH)4]-(ac) → Al2 O3(s) + 3 H2O(g)

El Al2O3 presenta un punto de fusión muy alto (2020ºC) yfundido conduce muy mal la corriente eléctrica. El gran descubrimiento de Hall y Heroult (de forma independiente) fue que el óxido de aluminio podía disolverse en el mineral criolita (Na3AlF6), fundido a aproximadamente 1000ºC. El líquido resultante es muy buen conductor, por lo que la electrólisis puede ser llevada a cabo de manera exitosa, cumplido el requisito de suministrar la energíasuficiente para calentar la celda a las temperaturas indicadas a fin de fundir los reactivos.

Las reacciones que ocurren en la celda electrolítica podrían ser resumidas como:

Oxidación 3[ C(s) + 2 O2- → CO2(g) + 4e ]

Reducción 4[ Al3+ + 3e → Al(l) ]

Total 3 C(s) + 4 Al3+ + 6 O2- → 4 Al(l) + 3 CO2(g)

[pic]Tal y como indicamos anteriormente, la energía consumida para producir aluminio por electrólisis es muy alta, aproximadamente de 15.000 kWh por tonelada. Esto significa que las instalaciones para la producción de aluminio generalmente se encuentran cerca de grandes fuentes de energía, tal y como es el caso en Venezuela en donde la fuente de energía para la producción de aluminio proviene de lageneración de electricidad hidroeléctrica a través del complejo del Guri (de costos bajos comparada a la generación de electricidad a través de quemar combustibles fósiles).

METALURGIA DEL HIERRO Y DEL ACERO.

El hierro es el metal más empleado de la corteza terrestre al igual que su principal aleación: el acero.

Las reacciones que tienen lugar en un alto horno son muy complejas. Unarepresentación muy reducida de la química que tiene lugar en dicho proceso químico sería:

Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(l) + 3 CO2 (g)

A continuación mostramos un esquema de lo que sería un alto horno en donde el mineral de hierro, el coque y la caliza se introducen por la parte superior del horno y el aire caliente por la parte inferior. Como observamos en la figura...