Radioactividad...

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martes, 8 de diciembre de 2015

La produccion comercial en gran escala de compuestos nitrogenados, otro ejemplo práctico del Principio de Le Chatelier.
El paso de conversión del nitrogeno inerte (de la atmósfera) en importantes compuestos comerciales (por ejemplo, fertilizantes y explosivos), se expresa con la reaccion:
Imagen 1. Reacción química de formación de amoníaco.

En las industrias, para predecir las condiciones que optimizan la prodccion de NH3 se utiliza el principio de Le Chatelier, con el fin de producir la mayor cantidad de producto posible, ejerciendo un cierto control sobre la reacción mostrada anteriormente. Este sugiere que cuanto más baja sea la temperatura, más favorecida quedará, en el equilibrio, la producción de este producto. Simultáneamente, segun el mismo principio, es conveniente usar alta presion en el sistema, para aumentar la concentracion producida.
En la práctica, a bajas temperaturas se obtiene un estado de equilibrio conveniente, pero no se logra la velocidad deseada. Por ello, la solución utilizada industrialmente consiste en emplear una temperatura intermedia, alrededor de 500°C (aunque el éxito del proceso depende del empleo de un catalizador adecuado para obtener una reacción de la velocidad conveniente para la industria). Además, con la presión se ocupa una solución de similares características. La construccion de aparatos para trabajar a altas presiones es muy costosa, por lo que se utilizan presiones de aproximadamente 350 atmosferas.
En estas condiciones de presion y temperatura (500°C y 350 atm, respectivamente), solo el 30% de los reactivos se transforman en NH3. Luego, el producto formado es separado de la mezcla, licuándolo, de modo que N2 y H2 permanezcan siendo gases y puedan re-circularse (como lo muestra la imagen 2) hasta que el porcentaje de conversión de amoníaco llegue a ser elevado y, por tanto, la industria se vea favorecida.
Imagen 2. Sistema de funcionamiento máquinas industriales productoras de amoníaco.

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