Kimika
Enviado por esteban andres lagos oyarce • 26 de Julio de 2015 • Examen • 1.480 Palabras (6 Páginas) • 323 Visitas
Proyecto Final Química
Julio Robles Padilla
Química
Instituto IACC
Lunes 20 de octubre de 2014
- Compuesto inorgánico:
Nitrato de amonio, conocido también como Nitrato Amónico. Este compuesto tiene una participación importante en procesos químicos aplicados en la minería, principalmente en las tronaduras, al ser un explosivo una vez que este es mezclado con algún hidrocarburo, y en este proceso se utiliza comúnmente el Diésel, llamando al producto de ambos ANFO.
Su Formula química es: NH4NO3
En el proceso industrial el diésel tiene como fórmula CH2, el cual se explicara más adelante.
El nitrato de amonio es resultado de la siguiente reacción:
NH3 + HNO3 → NH4NO3 En donde se neutraliza el Ácido Nítrico con Amoniaco para obtener el producto conocido como Nitrato Amónico.
[pic 1]
- Proceso industrial:
El proceso industrial que se describirá será el de las tronaduras en minería, en especial las que son realizadas a rajo abierto. Este proceso es realizado por la utilización de la reacción química entre los reactantes: Nitrato de Amonio y el Diésel, este producto en minería es conocido como ANFO, el cual al ser detonado crea una explosión, liberando energía, agua y gases, haciendo posible el desprendimiento de rocas y la fragmentación de estas mismas. Luego son extraídas de la tierra por palas mecánicas y cargadas en camiones mineros, la cual, a través de otros procesos industriales (molienda y chancado), extraerán sus minerales los cuales serán vendidos en el comercio nacional e internacional.
Al entrar en reacción química el Nitrato de Amonio, junto al combustible Diésel, seguido de la detonación de ambas moléculas, ocurre la liberación de energía a través de una explosión, la cual es llamada voladura o tronadura. La presencia de gases, en este caso de CO2 es importante en la misma amplitud que tendrá la explosión. Según el combustible con el cual sea mezclado el Nitrato Amónico es como depende el porcentaje a utilizar. En el caso del Diésel, se utiliza un 94% de Nitrato de Amonio y un 6% de Combustible Diésel para la fabricación de ANFO. En el caso de utilizar otros hidrocarburos que entren en reacción con el Nitrato de Amonio, los porcentajes de oxidante y combustible varían.
Los pesos moleculares de cada molécula fueron extraídos de una tabla comparativa la cual se encuentra en la página oficial de Codelco Educa, donde se observa que los pesos moleculares son los siguientes:
Nitrato de Amonio (NH4NO3) es de 80,1 y Diésel (CH2) es de 14,0.
Una imagen resumida explica la reacción química y la posterior liberación de energía como producto (ambas extraídas de Codelco Educa):
[pic 2]
[pic 3]
Como no se encontró ninguna imagen que muestre la mezcla entre Nitrato de Amonio y Diésel, solo se pueden mostrar su empaquetadura (cartuchos) y una imagen de la detonación de estos en faenas mineras, donde se puede ver el gran impacto que esta tiene en el área.
Formato frecuente:
[pic 4]
Tronadura o Voladura a Rajo Abierto:
[pic 5]
- Reacción química:
La reacción química entre el oxidante (nitrato de amonio) y el combustible (diésel), es la siguiente:
NH4NO3 + CH2 → Donde se debe liberar N2 + H2O + CO2
Pero como se observa el balance no se cumple, ya que la cantidad de átomos no es la misma entre los reactantes y el producto. Por lo cual se debe buscar el equilibrio entre las ecuaciones.
La Ecuación balanceada es la siguiente:
3NH4NO3 + CH2 → 3N2 + 7H2O + CO2
Donde se observa que de 3 moléculas distintas de Nitrato de Amonio, más una molécula de Diésel se obtiene como producto (energía liberada en este caso) 3 moléculas de Nitrato (N2), 7 moléculas de agua (H2O) y dióxido de carbono como gas.
- Importancia de estequiometria.
La importancia que tiene la estequiometria, es decir, el balance entre moléculas reactantes, es principalmente el producto a resultar.
En la fabricación de ANFO en minería, ocurren 3 resultados distintos en la reacción química de estos compuestos. El primero de ellos es por balance de oxigeno negativo, es cuando se le agrega Diésel en exceso a la mezcla, y por consecuencia faltaran moléculas de oxígeno para combinarse con los demás compuestos, aquí ocurrirá que el carbono sobrante se liberara como Monóxido de Carbono. Segundo, es el balance de oxigeno positivo, donde se le agrega a la mezcla más del porcentaje necesario, en donde las moléculas de oxigeno estarán presentes en exceso, y ocurrirá que el nitrógeno reaccionara principalmente formando óxidos de nitrógeno, reduciéndose la energía a liberarse.
Y por último tenemos el balance equilibrado de oxígeno, el cual fue expuesto anteriormente en el punto 3, el cual se repetirá a continuación:
3NH4NO3 + CH2 → 3N2 + 7H2O + CO2
- Estados de oxidación.
Los estados de Oxidación del Nitrato de Amonio son los siguientes:
NH4NO3
N= Tenemos 2 átomos de Nitrógeno, pero no sabemos el estado de oxidación, el cual será X por 2.
H= Tenemos 4 átomos de Hidrogeno, y el estado de oxidación es +1, donde el estado total es +4
O= Tenemos 3 átomos de Oxigeno, sabiendo que el estado de oxidación del átomo es -2, en total es -6
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