QUÍMICA

PROCESOS QUÍMICOS

solvatación es el proceso de formación de interacciones atractivas entre moléculas de un disolvente con moléculas o iones de un soluto.¹​ En la disolución los iones del soluto se dispersan y son rodeados por moléculas de solvente, lo mismo ocurre en las moléculas del solvente.

Diferencia entre solvatación, disolución y solubilidad[editar]

Por definición de la IUPAC,³​ la solvatación es una interacción de un soluto con un solvente que conduce a la estabilización de las especies del soluto en la solución. También puede referirse a estado solvatado, donde un ion en una solución está complejado por moléculas del solvente. El concepto de interacción de solvatación también puede ser aplicado a un material insoluble, por ejemplo, la solvatación de los grupos funcionales en la superficie de una resina de intercambio iónico.

La disolución es el proceso de agregar el soluto en el solvente o de agregar más solvente a una solución que ya se tenía, la solubilidad se refiere al límite de soluto que puedo agregar al solvente antes de que comience a formarse precipitado, es decir antes de que me quede soluto sin disolver, la solvatación explica lo que pasa a nivel molecular entre el soluto y el solvente.

Al considerar las unidades puede hacerse una distinción más clara. La complexación puede ser descrita por el número de coordinación, y la constante de estabilidad del complejo. La unidad típica para la velocidad de disolución es mol/s. La unidad para la solubilidad puede ser mol/kg.

Solventes e interacciones intermoleculares[editar]

Los solventes polares son aquellos con una estructura molecular que contiene dipolos. Tales compuestos suelen tener una alta constante dieléctrica. Las moléculas polares de estos solventes pueden solvatar iones porque pueden orientar la porción parcialmente cargada de la molécula hacia el ion en respuesta a la atracción electrostática. Esto estabiliza el sistema. El agua es el solvente polar más común y mejor estudiado, pero existen otros, como el acetonitrilo, dimetil sulfóxido, metanol, carbonato de propileno, amoníaco, etanol y acetona. Estos solventes pueden ser usados para disolver compuestos inorgánicos como las sales.

La solvatación involucra a diferentes tipos de interacciones moleculares: puente de hidrógeno, ion-dipolo, atracción dipolo-dipolo o fuerzas de London. Los tres primeros pueden estar presentes sólo en solventes polares. Las interacciones ion-ion sólo pueden suceder en solventes iónicos (por ejemplo, en fase fundida). Los procesos de solvatación sólo estarán termodinámicamente favorecidos si la energía libre de Gibbs de formación de la solución es menor que la suma de la energía libre de Gibbs de formación del solvente y el soluto por separado.

La conductividad de una solución depende de la solvatación de sus iones.

Aspectos termodinámicos[editar]

Para que suceda la solvatación, se necesita la liberación de los iones individuales de la red cristalina en la que están presentes. Es necesario romper las atracciones que los iones tienen entre sí, atracción representada por la energía libre de la red del soluto en su estado de agregación natural.Para esto se obtiene de la energía liberada cuando los iones de la red del soluto se asocian con las moléculas del solvente. La energía liberada en esta forma se conoce como energía libre de solvatación.

El cambio de entalpía de disolución es la entalpía de formación de la solución menos la suma de las entalpías de formación de los sistemas separados, mientras que el cambio de entropía es la diferencia correspondiente en las entropías de formación. La mayoría de gases tiene una entalpía de solución negativa, lo que implica que son menos solubles a temperaturas más altas.

Aunque en un principio se creía que una mayor relación carga/tamaño del ion, o densidad de carga, implicaba una mayor solvatación, esto no resulta cierto para iones como hierro(III) o los lantánidos y actínidos, que son hidrolizados rápidamente para formar óxidos insolubles.

La entalpía de fecundación puede explicar por qué la solvatación ocurre con algunas redes iónicas, mientras con otras no. Un valor negativo de cambio de entalpía de solución corresponde a un ion que se disolverá, mientras que un valor positivo significa que la solvatación no sucederá fácilmente. Una medida cuantitativa del poder de solvatación de los solventes es el número donor.

suspensión es una mezcla heterogénea formada por un sólido en polvo o por pequeñas partículas no solubles (fase dispersa) que se dispersan en un medio líquido (fase dispersante o dispersora). Cuando uno de los componentes es líquido y los otros son sólidos suspendidos en la mezcla, son conocidas como suspensiones mecánicas. Las partículas que forman parte de una suspensión pueden ser microscópicas, y de distintos tamaños, dependiendo del tipo de sustancia.¹​ De igual manera este tipo de suspensiones puede promover distintas formas de energías, para la elaboración de mezclas homogéneas y coloides distintos entre sí.

Composición de una suspensión[editar]

Las suspensiones se definen como dispersiones heterogéneas sólido-líquido constituidas por dos fases:³​

• Fase sólida: Fase interna, discontinua, o dispersa: está formada por partículas sólidas insolubles finamente divididas suspendidas en el vehículo o medio dispersante.
• Fase líquida: Fase externa, continua o dispersante: consiste en un líquido, acuoso o un semisólido, que tiene cierta consistencia y que puede ser acuoso o graso.
• Tensioactivos: agentes dispersantes: los tensoactivos son sustancias que impiden que las partículas se agreguen, ya que a mayor tamaño, las partículas tienen mayor tendencia a sedimentar. Una suspensión estable suele tener en su fórmula algún agente tensioactivo.
• Estabilizantes: cualquier sustancia que se incluye en la formulación de la suspensión que impida que ésta pierda su estabilidad. Aquí se incluyen espesantes, anticongelantes, conservantes...

Son sistemas que, con el tiempo, decantan las partículas sólidas dispersas en el medio dispersante. Para evitar este proceso, las suspensiones químicas metaestables suelen tener una viscosidad alta para evitar que estas partículas sedimenten.

Estabilidad de las suspensiones[editar]

Las suspensiones no son estables. La estabilidad física de las suspensiones podría definirse como una condición en la cual las partículas no se agregan y permanecen distribuidas de forma homogénea en la suspensión a lo largo de un tiempo determinado, sin sedimentar ni separarse fases.³​

Para disminuir la velocidad de sedimentación hay que:

• Disminuir el tamaño de las partículas.
• Aumentar la viscosidad de medio.
• Evitar cambios bruscos de temperatura durante el almacenaje, transporte...
• Evitar cristalizaciones mediante la inclusión de anticongelantes en la formulación.

Métodos acelerados para observar la estabilidad de las suspensiones[editar]

El proceso de desestabilización cinética puede ser bastante largo (hasta varios meses o incluso años para algunos productos) y a menudo es necesario para el formulador usar métodos más rápidos para alcanzar el tiempo de desarrollo razonable para el diseño de nuevos productos sobre la base de suspensiones concentradas.

Los métodos térmicos son los más utilizados y consisten en el aumento de la temperatura para acelerar la desestabilización (por debajo de las temperaturas críticas de inversión de fase o degradación química). La temperatura afecta no sólo la viscosidad, sino también la tensión interfacial en el caso de los tensioactivos no iónicos. El almacenamiento de una dispersión a altas temperaturas permite la simulación de ciertas condiciones de la vida real de un producto (por ejemplo, tubo de crema de protección solar en un coche en verano), sino también para acelerar la desestabilización hasta unas 200 veces.

La aceleración mecánica incluyen la vibración, la centrifugación y la agitación. Consiste en someter el producto a diferentes fuerzas que empujan las partículas/gotas unas contra otras, por lo tanto, ayuda a que se acelere el proceso de sedimentación de estas partículas suspendidas. Sin embargo, algunas emulsiones nunca tienden a unirse con una gravedad normal, mientras que lo hacen bajo esta gravedad artificial.⁴​ Por otra parte, la segregación de las diferentes poblaciones de partículas se han puesto de relieve cuando se utiliza la centrifugación y la vibración.⁵​

Ejemplos comunes de suspensiones incluyen:

• Lodo, barro o agua turbia: donde suelo, arcilla o partículas de limo se suspenden en agua.
• Harina suspendida en agua.
• Lechada de cal.

tratamiento de gas con aminas, también conocido como eliminación del gas ácido y endulzamiento, es un grupo de procesos que utilizan soluciones acuosas de varias aminas para eliminar el sulfuro de hidrógeno (H₂S) y dióxido de carbono (CO₂) de los gases.¹​²​ Es un proceso usado en refinerías de petróleo, plantas petroquímicas, plantas de procesamiento de gas natural y otras industrias. Los procesos consisten en la absorción del gas por soluciones químicas acuosas de amina a presión y a temperatura ambiente.

Aminas para tratar el gas[editar]

Hay muchas aminas usadas para tratar el gas:

• Monoetanolamina - MEA
• Dietanolamina - DEA
• Metildietanolamina - MDEA
• Diisopropilamina - DIPA
• Diglicolamina - Econoamina (DGA)

La fórmula exacta de la dietolamina es HO-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-OH y se utiliza en los procesos de endulzamiento del gas amargo, tiene una temperatura de ebullición de 270°C y su apariencia es la de un líquido claro, incoloro, viscoso y con ligero olor a amoníaco.

Existen también combinaciones de aminas que se usan para mejorar la extracción de los gases ácidos y minimizar la corrosión en los equipos usados. Las aminas se emplean en soluciones acuosas que van del 20% al 70% en peso de amina en agua.

Las aminas también se utilizan para eliminar gases ácidos de los hidrocarburos líquidos, por ejemplo, el gas licuado del petróleo (GLP).

 trituración es el nombre de los diferentes métodos de procesamiento de materiales. El triturado es también el nombre del proceso para reducir el tamaño de las partículas de una sustancia por la molienda, como por moler los polvos en un mortero con un mazo. La trituración, además, se refiere a la producción de un material homogéneo a través de la mezcla. Por ejemplo, la amalgama dental se forma mediante la combinación de partículas de una aleación con el mercurio.

Descripción[editar]

En química orgánica, la trituración es un proceso utilizado para purificar los compuestos químicos brutos que contienen impurezas solubles. Un solvente es elegido en el cual el producto deseado es insoluble y no deseado por productos que son muy solubles (o al revés). El material bruto es lavado con el solvente y se filtra, dejando el producto purificado en forma sólida, y las impurezas en solución.

En farmacología, la trituración también se puede referir al proceso de molienda de un compuesto a otro para diluir uno de los ingredientes, agregar el volumen de procesamiento y manipulación, o para encubrir cualidades indeseables. Por ejemplo, el ácido acetilsalicílico es un activo común usado por muchas razones farmacológicas que van desde el alivio del dolor al adelgazamiento de la sangre. Es eficaz en alrededor de 500 miligramos en el cuerpo. Desde 500 mg es demasiado pequeño para manejar, comercializar o consumir, el ácido acetilsalicílico se tritura con un sólido soporte biodisponible no activo antes de que la píldora se haga.