Indicar la importancia que tiene para el medioambiente.

TRABAJO DE QUÍMICA

NOMBRE:    Samuel Isaac Parra Matamala    CURSO: 3°_D_    FECHA: _29_/11/16

Nivel de exigencia: 60%   Puntaje ideal: 34 puntos     Puntaje obtenido: _____

OBJETIVOS: Conocer cómo funciona un convertidor catalítico.

                Identificar sus principales características.

                Indicar la importancia que tiene para el medioambiente.

El siguiente texto da a conocer el concepto de convertidor catalítico y sus principales características. Considerando la importancia que tiene para el medioambiente, se hace necesario conocer cómo funciona a nivel químico y las principales reacciones asociadas.

Para resolver esta guía puede utilizar su texto de estudio página 121en adelante o buscar información en internet. (con esto último debe tener precaución ya que existen muchas páginas poco confiables, entre ellas Wikipedia y el Rincón del Vago).  

La catálisis heterogénea tiene un papel importante en la lucha contra la polución y la contaminación de las urbes. La contaminación del aire es uno de los grandes problemas medioambientales a los que nos enfrentamos hoy en día, y uno de los más preocupantes de nuestra sociedad, sobre todo para las grandes ciudades. A diario se vierten a la atmósfera cantidades elevadas de contaminantes que proceden de nuestra vida cotidiana, así como de las industrias, siendo buena parte de dicho vertido, procedente de los coches que circulan por nuestras calles.

El convertidor catalítico es la respuesta que ha dado la industria del automóvil para poner algo de freno a las emisiones de contaminantes que este sector produce. Es un catalizador heterogéneo mediante el cual se hacen pasar los ases del escape con la finalidad de transformarlos en sustancias que no contaminen.

El tráfico de automóviles es el responsable de gran parte de la contaminación atmosférica, más concretamente, de en torno a unas tres cuartas partes del plomo que se encuentra en el aire, así como más de la mitad de los óxido de nitrógeno, entorno a un 65% de CO, y un 3.5% de SO2. Además también se emiten hidrocarburos que derivan de la combustión de la gasolina de manera incompleta. Se incluye así, una mezcla de compuestos que van desde el metano hasta moléculas de mayor complejidad, las cuales se cree que puedan ser cancerígenas. Los óxidos de nitrógeno, junto al dióxido de azufre, son los encargados y causantes de la lluvia ácida, e incluso, cuando se combinan con los hidrocarburos mal quemados, producen el smog fotoquímico, así que todo son cosas negativas para estas emisiones.

El catalizador que más se utiliza es un catalizador de triple efecto, conocido normalmente como catalizador de tres vías, en el cual se produce la transformación catalítica de tres sustancias de las más nocivas, como son el NO, el CO e hidrocarburos varios. Esto ocurre mediante el paso de los gases de escape por un único lecho. Con el catalizador, las emisiones que tendrán lugar de CO, se ven reducidas a un 85%, las de NO a un 70% y en el caso de los hidrocarburos, éstos de ven disminuidos a un total del 80%, con lo que se consigue un gran progreso.

Las principales reacciones químicas que tienen lugar son:

2 CO (g) + O2 (g) → 2CO2 (g)

2NO (g) + 2 CO (g) → N2 (g) + 2 CO2 (g)

2 C2H6 (g) + 7 O2 (g) → 4 CO2 (g) + 6 H2O (g)

A través de las reacciones catalíticas de oxidación y reducción, las sustancias ( productos) contaminantes se trasforman en sustancias menos inofensivas para la salud, como son el dióxido de carbono, el vapor de agua o el nitrógeno.

Es indispensable un requisito para la instalación de un catalizador, y es el uso de combustible sin plomo, pues los halogenuros de plomo gas, están formados en la combustión, y se fijan a los poros del catalizador, lo que lleva a su desactivación. El plomo se va añadiendo como los aditivos a las gasolinas en manera de tetraalquilplomo, cumpliendo la función de mejorar notablemente el comportamiento antidetonante del motor, lo que significa una mayor ganancia de potencia, lo que aumenta la eficiencia, reduciendo el consumo del combustible.

Una variable fundamental para el buen funcionamiento y la vida útil del sistema catalítico, es la temperatura. Hasta una temperatura de unos 300ºC, el catalizador no funciona óptimamente, siendo la zona óptima para trabajar está entre los 400 y 800ºC; cuando la temperatura es superior se deteriora lentamente, lo que puede conllevar a la inutilización del sistema debido al envejecimiento térmico.

Añadir un convertidor catalítico lleva asociados problemas técnicos, como por ejemplo, la necesidad de añadir aditivos que sustituyan al plomo con la finalidad de mejorar la capacidad antidetonante de la mezcla formada por el combustible y el aire, provocando un ligero crecimiento en el consumo del combustible. También la instalación del catalizador hace necesario cambios en la tecnología de algunas de las piezas del coche, lo que incrementa el coste de éste, pero sin duda, merece la pena.

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