Universidad Nacional Autónoma de MéxicoColegio de Ciencias y Humanidades

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Química lll

FERTILIZANTES: PRODUCTOS QUÍMICOS ESTRATÉGICOS

Integrantes:Aguilar Dávila Mónica Lizbeth

Velázquez Carreón Jaheli GuadalupeTrejo López Stephanie

FERTILIZANTES: PRODUCTOS FERTILIZANTES: PRODUCTOS QUÍMICOS ESTRATÉGICOSQUÍMICOS ESTRATÉGICOS

¿Qué es un fertilizante Químico?¿Qué es un fertilizante Químico?Los fertilizantes son sustancias, generalmente

mezclas químicas artificiales que se aplican al suelo o a las plantas para hacerlo más fértil. Los fertilizantes completos contienen los tres elementos mayores nutrientes para las plantas: nitrógeno, fósforo y potasio.

http://www.sqm.com/es-es/productos/nutricionvegetaldeespecilidad/cultivos/cafe.aspx

Clasificación Clasificación Fertilizantes orgánicos. En las últimas décadas se ha tratado de substituir los

fertilizantes químicos en los suelos, utilizando como sustituto el estiércol animal, la composta y las bacterias nitrificantes.

http://acoagro.com/articulo4.htm

Importancia de los fertilizantes Importancia de los fertilizantes orgánicos.orgánicos.Con estos abonos, aumentamos la capacidad que posee

el suelo de absorber los distintos elementos nutritivos.

Propiedades Físicas.Propiedades Físicas.El abono orgánico por su color oscuro, absorbe más

las radiaciones solares, con lo que el suelo adquiere más temperatura y se pueden absorber con mayor facilidad los nutrientes.

El abono orgánico mejora la estructura y textura del suelo, haciendo más ligeros a los suelos arcillosos y más compactos a los arenosos.

Mejoran la permeabilidad del suelo, ya que influyen en el drenaje y aireación de éste.o Disminuyen la erosión del suelo, tanto de agua como de viento.

Aumentan la retención de agua en el suelo, por lo que se absorbe más el agua cuando llueve o se riega, y retienen durante mucho tiempo, el agua en el suelo durante el verano.

Propiedades Químicas.Propiedades Químicas.Los abonos orgánicos aumentan el poder tampón del

suelo, y en consecuencia reducen las oscilaciones de pH de éste.

Aumentan también la capacidad de intercambio catiónico del suelo, con lo que aumentamos la fertilidad

Importancia de los fertilizantes Importancia de los fertilizantes quimicos.quimicos.Son importantes ya que estos contienen

mas nutrientes que los orgánicos.

Efectos Efectos Los efectos de fertilizantes químicos pueden llegar

a ocasionar, contaminaciones e intoxicaciones tanto en el suelo, y por consiguiente, a las plantas que estén en él plantadas.

Importancia de la producción de Importancia de la producción de fertilizantes.fertilizantes.Es importante que haya fertilizantes ya

que los suelos se erosionan provocando que no haya nutrientes y la planta no pueda crecer siendo así baja la producción y no se pueden satisfacer las necesidades de cierta población .

2) ¿Cómo se sintetizan los 2) ¿Cómo se sintetizan los fertilizantes químicos? fertilizantes químicos?

Cómo es la producción de fertilizantes Cómo es la producción de fertilizantes nitrogenados y fosfatados.nitrogenados y fosfatados.La palabra "fertilizante" significa toda sustancia, simple o

compuesta, o una mezcla de ellas, portadora de elementos nutritivos esenciales para el desarrollo vegetal, ya sea por aplicación al suelo o directamente a las plantas.

Fertilizantes NitrogenadosDepósitos de nitrato en Chile (NaNO3) y guano:

estiércol de aves marinas y en generalCompostaje y residuos de diferente origenFuente principal de N : 80 % de la atmósfera.Fijación del N atmosférico:• Oxidación directa del N• Proceso de la cinamida: reacción de N con CaC2• Proceso de Haber Bosch: N2 (g)+ H2 (g) ----»2 NH3

(g)

Fijación industrial: Proceso Haber-Bosch (de origen alemán, 1914).

Por esse proceso el N atmosférico es fijado con el H gaseoso proveniente de hidrocarburos (metano gas natural), según la reacción:

CH4 + H2 O ->CO + 3H2

En presencia de un catalizador (Ni), a uma presión de 200 atm y 450-500°C se combinan el N2 y el H2

obteniéndose amoníaco.

Uso directo del NH3: NH3 anhidro: 82% N líquido bajo presión. Se almacena en tanques bajo presión. Se inyecta al suelo.

A partir de amoníaco (NH3) se fabrica la mayoría de los fertilizantes nitrogenados: nítricos y amoniacales.

Fertilizantes FosfatadosMateria prima: roca fosfatada o fosforita (hidroxiapatita

o fluorapatita)Fórmula teórica: Ca10 (PO4; CO3)6 (F, OH, Cl)2

Tipos de rocas fosfatadas: • Ígneas • Metamórficas• Sedimentarias

Fosforitas (apatitas sedimentarias) ¨blandas¨Proceso:• Extracción de yacimiento• Enriquecimiento (separar del material inerte)• Molienda• Tamizado*• EmbolsadoPara solubilizarse necesitan acidez

*

Tipos de reacción

Todo cambio químico puede representarse por medio de una reacción, en la que uno o más reactivos dan uno o más productos. Esa reacción se representa por medio de una ecuación química.Según el mecanismo  de la reacción y el tipo de producto obtenido las reacciones se clasifican de distinta manera.

Reacción de síntesisLas reacciones de síntesis son aquellas en que dos

sustancias se combinan, dando origen a nuevas sustancias, esto es, que ocurre un fenómeno en el cual existe rompimiento de enlaces químicos en los reactivos y formación de otros enlaces, dando origen a nuevas especies.

Las reacciones de síntesis pueden clasificarse como de síntesis total o de síntesis parcial:

La síntesis es total cuando todos los reactivos son sustancias elementales, por ejemplo, la síntesis del agua:

2 H2 (g) + O2 (g) —> 2 H2O (g);

Si los reactivos son sustancias elementales y compuestas, o solamente compuestas, la síntesis es parcial, lo que sucede, por ejemplo, en la síntesis del hidróxido de calcio:

CaO(s) + H2O (l) —> Ca(HO)2 (aq).

Reacción de neutralizaciónUna reacción de neutralización es aquélla en la cual

reacciona un ácido (o un óxido ácido) con una base (u óxido básico). En la reacción se forma una sal y en la mayoría de casos se forma agua. El único caso en el cual no se forma agua es en la combinación de un óxido de un no metal con un óxido de un metal.

Ejemplos de reacciones de neutralización:

Acido + base sal + aguaHCl (ac)+ NaOH (ac) -------> NaCl (ac) + H2O (l)

Oxido de metal (anhídrido básico) + ácido agua + salMgO (s) +2 HCl (ac) -------> MgCl2 (ac) + H2O (l)

Oxido de metal + óxido de no metal salMgO (s) +SO3 (g) -------> MgSO4 (s)

Definición y propiedades de ácidos Definición y propiedades de ácidos y basesy basesPropiedades de los ácidos:Conducen la corriente eléctrica cuando están disueltos en agua.Algunos metales (Zn, Mg,...) reaccionan con los ácidos desprendiendo hidrógeno (H2).Presentan sabor agrio, el denominado sabor ácido.

Reaccionan con el mármol, desprendiendo CO2.Modifican el color de las sustancias denominadas indicadores.Propiedades de las bases:Conducen la corriente eléctrica cuando están disueltos en agua.Tienen sabor amargo y son untuosas al tacto.Reaccionan con los ácidos produciendo sustancias totalmente diferentes (bases).Modifican el color de las sustancias denominadas indicadores.

Según ArrheniusSe denominan ácidos a aquellos electrolitos (sustancias

que se disuelven en agua formando iones) que disueltos en agua producen iones H+ (ion hidrógeno). Por tanto, dichas sustancias, ácidos, disueltos en agua darían un anión y el catión H+.

Habitualmente el anión es un no metal (caso de los hidrácidos) o un grupo formado por no metal (también podría ser Mn, Cr,..) y oxígeno (caso de los oxácidos). Ejemplos de aniones procedentes de los ácidos en disolución acuosa:

De los hidrácidos: F-, Cl-, Br-, I-, S2-,...De los oxácidos: SO4

2-, NO3-, PO4

3-, SiO42-, CO3

2-,...Ejemplos de ácidos en disolución:HCl    Cl→ -   +  H+  H2SO4    SO→ 4

2-  +  2 H+

HNO3    NO→ 3-  +  H+

Según Arrhenius se denominan bases a aquellos electrolitos (sustancias que se disuelven en agua formando iones) que disueltos en agua producen iones OH- (ion hidroxilo). Por tanto, dichas sustancias, bases, disueltos en agua darían un anión (OH-) y un catión (un metal).

Ejemplos de bases en disolución:NaOH    Na→ +  +  OH-

Al(OH)3     Al→ 3+  + 3 OH-

La teoría de Brönsted-Lowry describe el comportamiento de  ácidos y bases, resaltando el concepto de pH y su importancia en los procesos químicos, biológicos y ambientales debido a que ayuda a entender por que un ácido o base fuerte desplazan a otro ácido o base débil de sus compuestos, contemplando a las reacciones ácido-base como una competencia por los protones.

Un ácido de Brönsted-Lowry se define como cualquier sustancia que tenga la capacidad de perder, o “donar un protón” o hidrogenión [H+].

Una base de Brönsted-Lowry es una sustancia capaz a ganar o “aceptar un protón” o hidrogenión [H+].

La reacción ácido-base es aquella en la que el ácido transfiere un protón a una base.

3)¿Cómo modificar el equilibrio 3)¿Cómo modificar el equilibrio de una reacción química? de una reacción química?

El equilibrio es un estado en el que no se observan cambios a medida que transcurre el tiempo. Cuando una reacción alcanza el equilibrio las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes. El equilibrio es un estado dinámico en el que se mantienen iguales las velocidades de dos reacciones opuestas. Los factores que influyen en el equilibrio de una reacción química son temperatura, presión, concentración, superficie de contacto y catalizadores.

Energía de ionización:Se define como la cantidad mínima de energía que

hay que suministrar a un átomo neutro gaseoso y en estado fundamental para arrancarle el e- enlazado con menor fuerza, es decir, mide la fuerza con la que está unido el e- al átomo. Es una energía muy elevada para los gases nobles y es necesaria una mayor cantidad de energía.

Las energías de ionización pequeña indican que los e- se arrancan con facilidad. A medida que aumenta el e- está más lejos del núcleo, la atracción es menor y por lo tanto, la energía de ionización es menor. En el mismo periodo aumenta la carga nuclear y la energía de ionización tiene valores más grandes.

Definición de Energía de ionización y de Definición de Energía de ionización y de disociación de enlace.disociación de enlace.

Disociación de enlace:La energía de disociación de enlace es una manera de medir la fuerza de un enlace químico. Se puede definir como la energía que se necesita para disociar un enlace mediante homólisis o heterolisis.

Ruptura homolítica u homolisisEs propia de dos átomos que no tienen una gran diferencia en electronegatividad. Cada átomo "se lleva" un electrón de cada pareja de electrones de enlace: da lugar a radicales libres. Así se mide la Energía de Disociación.

  

 Ruptura heterolítica o heterolisis Es propia de dos átomos cuya electronegatividad es diferente. El átomo electronegativo "se lleva" los dos electrones de enlace: da lugar a iones. En general este proceso es menos costoso energéticamente que la ruptura homolítica.

Factores que afectan la rapidez de una reacción química:

La velocidad de una reacción se ve influida por una serie de factores; entre ellos los mas comunes son: temperatura, presión, concentración, superficie de contacto y catalizadores.*TemperaturaEn general, la velocidad de una reacción química aumenta conforme se eleva la temperatura.*Presión La velocidad de las reacciones gaseosas se incrementa muy significativamente con la presión, que es, en efecto, equivalente a incrementar la concentración del gas. Para las reacciones en fase condensada, la dependencia en la presión es débil, y sólo se hace importante cuando la presión es muy alta.*Superficie de contactoCuanto más divididos están los reactivos, más rápida es la reacción. Esto es así porque se aumenta la superficie expuesta a la misma.*Catalizadores Los catalizadores aumentan la velocidad de la reacción, pero no la cantidad de producto que se forma.

Teoría de las colisiones. La teoría de las colisiones es una teoría propuesta por Max Trautz y William Lewis en 1916 y 1918. Según esta teoría, para que ocurra una reacción química es necesario que existan choques entre las moléculas de reactantes que den origen a productos. Estas colisiones deben cumplir las siguientes condiciones: - Las moléculas de reactantes deben poseer la energía suficiente para que pueda ocurrir el rompimiento de enlaces, un reordenamiento de los átomos y luego la formación de los productos. Si no se dispone de la energía suficiente, las moléculas rebotan sin formar los productos. - Los choques entre las moléculas deben efectuarse con la debida orientación en los reactantes. Si el choque entre las moléculas cumple con estas condiciones, se dice que las colisiones son efectivas y ocurre la reacción entre los reactantes; entonces se forman productos. Cabe destacar que no todas las colisiones entre reactantes son efectivas, por lo tanto no todas originan productos. Sin embargo, mientras más colisiones existan entre reactantes, mayor es la probabilidad de que sean efectivas.

Definición de Energía de activación

Es la mínima cantidad de energía que se requiere para iniciar una reacción química.

Figura 2. Diagrama de energía para una reacción endotérmica

Diagrama de energía para una reacción endotérmicaDiagrama de energía para una reacción exotérmica

Factores que afectan el estado de equilibrio de una reacción*Concentración

La velocidad de reacción aumenta con la concentración de los reactivos. Para aumentar la concentración de un reactivo:Si es un gas, se consigue elevando su presión.Si se encuentra en disolución, se consigue cambiando la relación entre el soluto y el disolvente.

*Presión Las variaciones de presión sólo afectan a los equilibrios en los que intervienen algún gas y cuando hay variaciones de volumen en la reacción.

*TemperaturaSi en una reacción exotérmica aumentamos la temperatura cuando se haya alcanzado el equilibrio químico, la reacción dejará de estar en equilibrio y tendrá lugar un desplazamiento del equilibrio hacia la izquierda (en el sentido en el que se absorbe calor). Es decir, parte de los productos de reacción se van a transformar en reactivos hasta que se alcance de nuevo el equilibrio químico.Si la reacción es endotérmica ocurrirá lo contrario.

Definir las condiciones en que se efectúan las reacciones químicas.

El proceso de digestión de nuestro cuerpo involucra una serie de reacciones químicas, que buscan fraccionar el alimento en pequeñas partes para obtener la energía que requerimos para vivir. También sabemos que las plantas realizan una importante reacción química en la fotosíntesis Otra reacción química fundamental para la vida que se produce en el ambiente es la que ocurre cuando la atmósfera de la Tierra remueve los dañinos rayos ultravioleta del Sol.

Cada minuto, millones de reacciones químicas están ocurriendo a nuestro alrededor sin que nos demos cuenta. Algunas de ellas son producto de procesos naturales; otras son el resultado de la acción del hombre.

Las reacciones químicas producidas por el hombre, muchas de ellas se llevan a cabo en los laboratorios, donde los científicos las provocan con diversos fines: para crear nuevas medicinas, producir nuevos materiales o evitar la descomposición de alimentos

4) Impacto socioeconómico.4) Impacto socioeconómico.Impacta mucho en la sociedad ya que el

sector alimentario es uno de los mas importantes .

En la economía ya que es el que produce mas.

ReferenciasReferencias• Fertilizantes

http://www.fagro.edu.uy/~fertilidad/curso/docs/TECNOLOGIA_print.pdf

• Reaccion de síntesis http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/reaccion-de-sintesis.• Ácidos y bases

http://platea.pntic.mec.es/pmarti1/educacion/3_eso_materiales/b_v/conceptos/conceptos_bloque_5_5.htm

• Química http://cb10laura.blogspot.mx/2011/02/teoria-acido-base-de-bronsted-

lowry.html• ENCICLOPEDIA DE TECNOLOGIA QUIMICA. KIRK-OTHMER.

3RA. EDICION, 1983. JOHN WILEY-INTERSCIENCE. NEW YORK, U.S.A.

• http://thales.cica.es/cadiz2/ecoweb/ed0765/capitulo6.html• http://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/energia-

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• http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema6/index6.htm

• http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?ID=136398• http://www.quimicayalgomas.com/quimica-general/equilibrio-

quimico• http://www.proyectosalonhogar.com/quimica/reacciones_quimi

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McGRAW-HILL INTERAMERICANA DE MEXICO. • http://www.eljardin.ws/fertilizantes/efectos-de-fertilizantes-

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