Industria Química Inorgánica: Productos no relacionados con la cadena de valor del ácido sulfúrico (segunda parte)

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El ácido nítrico (HNO3), también conocido como ácido azoico, es un compuesto inorgánico con propiedades químicas importantes para la industria, pues se descompone con cierta facilidad formando óxidos de nitrógeno. Por otra parte, reacciona con bases y óxidos formando sales (como los nitratos), utilizadas, sobre todo, en la producción de fertilizantes. Es un oxidante fuerte, por ejemplo, es capaz de elevar el número de oxidación de elementos que se encuentran en su nivel más bajo como el caso de óxidos y sulfuros.

Este compuesto se produce únicamente por síntesis química a través de los siguientes métodos:

a. Destilación de nitrato de potasio con ácido sulfúrico
KNO3 + H2 SO4 ————- KHSO4 + HNO3

b. Reacción de nitrato de sodio con ácido sulfúrico
NaNO3 + H2SO4 ————- NaHSO4 + HNO3

c. Oxidación catalítica de amoniaco y aire (Método Oswald)

4NH3 + 5O2 –> 4NO + 6H2O Catalizada por platino a 800ºC
2NO + O2 –> 2NO2
3NO2 + H2O –> 2HNO3 + NO

El primer y segundo método se utilizan a nivel laboratorio para obtener ácido nítrico con un nivel de pureza de entre 50 y 70%.

A nivel industrial, el método más utilizado actualmente es el de oxidación catalítica. La ventaja de hacerlo por medio de esta reacción es que se obtiene un mayor rendimiento, pero el uso del platino como catalizador encarece el proceso.

En México, el consumo del ácido nítrico se ha reducido. De acuerdo con datos de la Asociación Nacional de la Industria Química (ANIQ), la producción de este compuesto disminuyó 45% (figura 1) del año 2005 al 2010. Hasta este último año existían tres fabricantes de ácido nítrico en nuestro país: Explosivos Mexicanos, Univex y Avantor; y aproximadamente 117 empresas eran distribuidoras.

Figura 1. Producción, importación, exportación y consumo aparente de ácido nítrico en México.
Fuente: Guía de la Industria Química 2013 con datos de ANIQ.

Como se mencionó al principio de este artículo, la principal aplicación del ácido nítrico es en la elaboración de fertilizantes, pues normalmente se consume 75% del ácido producido con este objetivo. Pese a ello, este uso está en disminución, debido a las preocupaciones por la contaminación de aguas subterráneas por nitratos. Actualmente, el empleo de urea sólida como sustituto representa una mejor opción, ya que se trata de un compuesto menos costoso y peligroso.

Suplementariamente, el ácido nítrico tiene otros usos industriales como reactivo de laboratorio, en la fabricación de medicamentos veterinarios, industria de fotograbado y joyería, e industria de los explosivos; especialmente el nitrato de amonio, que además de su uso en explosivos, se utiliza como materia prima de varios productos químicos.

Óxido de Magnesio(MgO)

El último compuesto químico inorgánico que abordaremos es el óxido de magnesio o magnesia calcinada, es el compuesto de magnesio industrial más importante.

Se obtiene de forma natural a partir del mineral magnesita (carbonato de magnesio), la cual es calcinada de forma controlada.

En México, el consumo aparente de óxido de magnesio alcanzó, en 2010, 45,663 toneladas (Figura 2). La principal productora es Industrias Magnelec de Peñoles, pero es comercializado por casi 100 distribuidores.

Figura 2. Producción, importación, exportación y consumo aparente de óxido de magnesio en México.
Fuente: Guía de la Industria Química 2013 con datos de ANIQ.

El óxido de magnesio se utiliza primordialmente en fertilizantes, el magnesio es un macronutriente en las plantas pues es esencial en el metabolismo celular vegetal; se utiliza también en la fabricación de refractarios, en el tratamiento de agua, anticongelantes, en pigmentos y en pinturas.

En proporciones menores se utiliza en la industria farmacéutica como laxante y antiácido y en suplementos alimenticios. Es pertinente mencionar que el magnesio también es vital en el organismo humano, pues ayuda al buen funcionamiento de los músculos – incluyendo el tejido muscular del corazón- y de algunos órganos vitales como los riñones, el páncreas y el cerebro.

A nivel mundial el uso más importante del MgO es en la fabricación de refractarios para el recubrimiento de hornos de cemento, hierro y acero.

Particularidades de la química inorgánica

La mayoría de los compuestos químicos inorgánicos se pueden obtener a partir de recursos minerales o por síntesis química, dependerá de los recursos de cada país optar por una o por otra vía, aunque esto signifique valores agregados o usos diferentes.

Es notable que los valores agregados de la industria química inorgánica básica son: calidad, grado de pureza y la disponibilidad de la sustancia. Aunado a que uno de los requisitos más importantes es contar con materia prima adecuada que permita llevar a cabo las reacciones de síntesis con la menor concentración de impurezas y así obtener mejores rendimientos en la producción.

México es un país rico en minerales como la fluorita, fosforita, sal, magnesita, wollastonita, arena sílica, yeso y celestita, entre otros. Riqueza que ha permitido a industrias tanto nacionales como extranjeras posicionarse en el mercado internacional e inclusive, en algunos casos, integrar verticalmente cadenas productivas.

Es importante resaltar que PEMEX tiene una participación directa en el consumo de algunos compuestos inorgánicos, lo que hace a México distinguible en tendencias, aunado a esto, los hábitos de consumo de los mexicanos en cuanto a detergentes lo posicionan como un mercado importante del ácido fosfórico.

Es bien sabido que la industria de la química inorgánica requiere de altas inversiones y que tiene procesos muy bien definidos, existen técnicas innovadoras que han dado como resultado evitar el uso de ácido sulfúrico, así como la fabricación de maquinaria que permite la obtención del ácido clorhídrico a pequeña escala.

Para finalizar, es conveniente reconocer la diferencia entre la química inorgánica y la orgánica, pues la primera obtiene sus compuestos a través de la conversión de minerales y la segunda por medio del procesamiento del petróleo y gas natural, mismos que provienen de materia viva.

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