Autor: 
Hive account@madridbg, editado a través de Power Point 2010.
Utilizando imágenes de dominio público
Bienvenidos a todos aquellos lectores de la comunidad hive.blog. En esta oportunidad haremos un sondeo sobre el uso del Amoniaco (NH3) en la preparación o elaboración de los fertilizantes, sin dejar de lado contenidos conceptuales asociados a la química que están presentes en este proceso industrial.
INTRODUCCIÓN
La química como ciencia en el trascurso de los tiempos ha evolucionado y ha generado cambios relevantes en la sociedad, siempre teniendo como columna vertebral a las reacciones químicas, entiéndase como aquel proceso en el que una o varias sustancias cambian y producen sustancias nuevas, cuyas propiedades son diferentes a las de los compuestos de partida.
El campo Agrícola, industrial, ambiental y biológico, no escapan de esta realidad. En este sentido, decimos que tenemos vida debido al conjuntos de reacciones que ocurren en nuestro interior y que permiten generar la energía (ATP) necesaria para poder realizar nuestras labores diarias o para que nuestro organismo funcione.
En el campo agro-industrial, las reacciones juegan un papel preponderante, debido a que se necesitan grandes cantidades de fertilizantes o sustancias que le proporcionen los nutriente necesarios al suelo y que sean asimilables para las plantas, lo que genera sustratos con alto nivel nutricional que permitan un desarrollo adecuado de las vegetaciones.
Por consiguiente, en este tópico instruiremos al lector sobre los mecanismos presente en la preparación de fertilizantes nitrogenados, haciendo un recorrido por las características generales presentes en las ecuaciones estequiométricas.
REPRESENTACIÓN DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
En este apartado delimitaremos la diferencia que existe entre las reacciones y las ecuaciones químicas. Por consiente, es de esperarse que el proceso donde ocurre los cambios de sustancia con modificación de las propiedades de las mismas, se conozca como reacciones químicas, concepto que se expuso en el apartado previo.
En tal sentido, durante una reacción química podemos usar nuestros sentidos y corroborar lo que está ocurriendo, debido a que se pueden manifestar cambios de coloración, variación en la temperatura e inclusive cambios de estado de la materia. Ver figura 2.
En ocasiones, no se presentan ninguna de las señales antes mencionadas, por lo que es necesario realizar un análisis detallado para predecir si se ha llevado a cabo una reacción.
Figura 2. Reacción entre el bicarbonato de sodio y el ácido cítrico
Autor: Hive account@madridbg, experimento hecho en casa.
En la figura 2, se puede observar la reacción que ocurre entre el bicarbonato de sodio (NaHCO3) y el ácido cítrico (C6H8O7), produciendo la liberación de dióxido de carbono (CO2) responsable de que el globo se infle, además de generar agua (H2O) y citrato de sodio (Na3C6H507)
Por su parte, al hablar de una ecuación química nos referimos a un grupo simbólico abreviado que permite interpretar el proceso de las reacciones. Las ecuaciones se componen de reactivos, sustancia que van a interaccionar o reaccionar y productos, aquellas sustancia que se obtienen como consecuencia de la transformación de los reactivos. Para observar a detalle la representación de una reacción química mediante las ecuaciones. Ver figura 3.
Figura 3 Representación simbólica de una reacción.
Autor: Hive account@madridbg, editado utilizando Power Point 2010
En función de instruir al lector en el comportamiento de las reacciones en cuanto a una ecuación química, observemos el siguiente ejemplo:
El blanqueador de ropa, es una disolución de hipoclorito de sodio (NaClO), que se prepara combinando hidróxido de sodio con cloro. Represente la ecuación para dicha reacción química.
De la representación anterior, se puede extraer información relevante sobre la reacción química que se lleva a cabo, por consiguiente podemos establecer que durante la preparación del blanqueador, 2 moles de hidróxido de sodio (NaOH) reaccionan con 1 mol de cloro (Cl2) para producir 1mol de hipoclorito de sodio (NaClO), 1 mol de cloruro de sodio (NaCl) y 1 mol de agua (H2O).
En líneas generales, una ecuación química no es más que la representación en papel de un proceso real llamado reacciones que permite el funcionamiento e interpretación del fenómeno que está ocurriendo.
FERTILIZANTES QUIMICOS: ECUACIONES Y SUS RELACIONES ESTEQUIOMÉTRICAS
La palabra estequiometria proviene del griego
stoicheion, que significa elemento. Sin embargo, por cuestiones prácticas la definiremos como el estudio cuantitativo de reactivos y productos en una reacción química. A nivel experimental y estequiométrico suelen aparecer preguntas como:
¿Qué cantidad de productos se obtienen si hacemos reaccionar una cantidad específica de reactivos?
Para dar respuestas a dicha interrogante, debemos conocer las relaciones en base a mol, gramos, átomos y moléculas. En este sentido, para cumplir con lo establecido en el título de este trabajo, nos centraremos en las relaciones basadas en moles.
De igual forma en la estequiometria de una reacción, es necesario conocer el reactivo que limita la misma (Reactivo limitante), entiéndase como aquella sustancia que se agota primero durante la interacción de los reactivos, por consiguiente el porcentaje de rendimiento del producto depende de esta sustancia.
A continuación se ejemplifica el comportamiento del reactivo limitante:
Si vamos a un centro hospitalario y nos toca esperar para ser atendidos y en la sala de espera hay cinco sillas y ocho personas. Únicamente cinco personas podrán tomar asiento y las otras 3 estarían de pie, lo que implica, que el número de personas sentada está limitado por la cantidad de silla presentes.
En otras palabras, para el ejemplo práctico mi sustancia o reactivo limitante está representada por las sillas y las personas las podemos considerar como sustancia o reactivo en exceso.
A nivel industrial, es necesario conocer la terminología presente en las ecuaciones químicas, así como el funcionamiento de una reacción. Por consiguiente durante la preparación de fertilizante se aplican los conceptos estudiados hasta hora.
Es necesario recordar, que para alimentar a la población mundial y en acelerado crecimiento se necesitan cultivos o cosechas cada vez más grandes y saludables. Es allí, donde radica la importancia de los fertilizantes, ya que cada año se agregan miles de toneladas de estos productos al suelo, para mejorar sus características nutritivas.
Figura 4. Aplicación de fertilizante al suelo
Autor: Lynn Betts
En función de la temática, solo nos centraremos en estudiar los fertilizantes que tienen como materia prima al amónico (NH3), esto no implica que sea la única forma o vía para prepararlos, ya que existe una diversidad y tipos de estas sustancias.
La obtención del amoniaco se lleva a cabo mediante el Método Haber, el cual consiste en calentar a 500 °C la mezcla de hidrogeno y nitrógeno en presencia de hierro y un porcentaje pequeño de óxido de potasio y de aluminio, que se comportan como catalizadores de la reacción, es decir, la aceleran. De acuerdo a la siguiente ecuación.
Una vez obtenida la materia prima, la podemos transformar y obtener fertilizantes azufrados, fosforados o nitrogenados.
La elección de un fertilizantes se ve influenciada por diferentes aspecto que van desde el costo, el almacenamiento, el trasporte, la solubilidad en agua, entre otros factores que delimitan la composición de un buen producto, así como su disponibilidad en el tiempo.
APORTES PRÁCTICOS DE LA TEMÁTICA
Una vez culminada la parte teórica de la temática, es momento de orientar al lector en lo relativo al rendimiento que podemos obtener a lo largo de una reacción, dicho cometido lo abordaremos a través de un ejercicio práctico
Ejercicio propuesto: El nitrato de amonio (fertilizante químico), se prepara por la reacción del amoniaco con ácido nítrico, de acuerdo a la siguiente reacción:
En un proceso tecnológico, se hace reaccionar 637,2g de NH3 con 1142g de HNO3. Determine:
1. ¿Cuál de los reactivos es el limitante?
2. Que cantidad de NH4NO3 se obtiene durante el proceso
Solución:
Paso 1: Extraer los datos que nos proporciona el enunciado.
Paso 2: Calcular el peso molecular (PM) de las sustancias que participan.
Paso 3: Transformar los gramos de las sustancias a moles utilizando el peso molecular.
Paso 4: Establecer las relaciones estequiométricas para determinar el reactivo limitante
Paso 5: Determinar la cantidad de producto obtenido en base al reactivo limitante
Paso 6: transformar los moles de productos obtenidos a gramos
Secuencia detallada:
En líneas generarles podemos determinar que la implementación de este material permite al lector, conocer el comportamiento teórico de las reacciones químicas, de igual forma al contextualizar un proceso tecnológico aplicado como lo es la preparación de fertilizantes, estamos consolidando la adquisición de operaciones cuantitativas relacionadas con la estequiometria de las ecuaciones químicas
BIBLIOGRAFÍAS CONSULTADAS
Chang, R. (2010). Química. Decima edición. McGraw-hill Interamericana editores. ISBN: 978-607-15-0307-7.
Groel, N (2006). Generación de dióxido de carbono mediante la reacción de un ácido y una base Sociedad acuariologica del plata
McMURRY E., John y Fay C., Robert. (2008). Química general. Quinta edición PEARSON EDUCACIÓN, México, 2009 ISBN: 978-970-26 1286-5.
Ralph, H. Petrucci, William S. Harwood, E. Geoffrey Herring. (2003). QUIMICA GENERAL. Octava edición. PEARSON EDUCACIÓN. S.A., Madrid.
SITIOS WEB CONSULTADOS
Educared
[Chemical](https://www.chemicalsafetyfacts.org/es/amoniaco/#:~:text=El%20amon%C3%ADaco%2C%20tambi%C3%A9n%20conocido%20como,en%20peque%C3%B1as%20mol%C3%A9culas%20de%20bacterias.)
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