Química Industrial - Universidad Católica Argentina

Pontificia Universidad Católica Argentina
“SANTA MARÍA DE LOS BUENOS AIRES”
Facultad de Ciencias Fisicomatemáticas e Ingeniería
QUÍMICA INDUSTRIAL
Plan de Estudios 2006
Programa de la materia – 2012
Objetivos de la materia:
Proporcionar conocimientos formativos de base de química que permitan encarar estudios más
profundos de conocimiento de la materia y de sus procesos de transformación. Comenzar a
desarrollar la capacidad de reconocimiento y selección apropiada de materiales para usos
específicos, considerando no sólo la aplicación sino también el aspecto ambiental asociado a su
empleo.
Lograr que el alumno complete y aplique los conocimientos generales para adquirir
conocimiento sobre las sustancias inorgánicas y orgánicas de mayor importancia y empleo más
difundido.
Servir como introducción a los principios y técnicas empleados en la ingeniería .
Lograr que el alumno se enfrente a los problemas relacionados con los procesos para resolver
los problemas prácticos que involucran el diseño de nuevos procesos o el análisis de los ya
existentes.
Contenidos:
UNIDAD 1: La industria química
Historia e importancia de la industria química. Clasificación Periódica y sustancias de interés
industrial. Obtención de productos naturales y síntesis química. Diferencias entre las
operaciones y procesos básicos de la Química en el laboratorio y en la industria. Economía
energética básica. Materias primas para productos industriales inorgánicos y orgánicos.
Aspectos ambientales y de higiene laboral. Química Verde. Aire: composición y métodos de
fraccionamiento.
UNIDAD 2: Bases y productos relacionados
Amoníaco. Propiedades generales. Método de Haber y Bosch: materias primas, equilibrio y
catálisis, almacenaje, aplicaciones.
Industria álcali-cloro. Hidróxido de sodio, hidrógeno y cloro: propiedades generales y
aplicaciones. Electrólisis: materias primas, clasificación y métodos, almacenaje de los distintos
productos.
Carbonato de sodio: estado natural. Historia. Método Solvay: materias primas y economía.
UNIDAD 3: Ácidos y sustancias relacionadas (I)
Ácido clorhídrico. Propiedades generales. Historia. Síntesis directa. Ácido clorhídrico
comercial, azeótropo ácido clorhídrico-agua, almacenaje.
Ácido nítrico. Historia e importancia. Propiedades generales. Método de Ostwald y sus
modificaciones: horno de síntesis, absorción ácida y absorción alcalina, concentración y
azeótropo.
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Facultad de Ciencias Fisicomatemáticas e Ingeniería
Nitrato de calcio y abonos nitrogenados. Método BASF: materias primas, reacción separación
del producto. Nitrato de amonio. Propiedades generales de los abonos.
UNIDAD 4: Ácidos y sustancias relacionadas (II)
Ácido sulfúrico. Propiedades del ácido sulfúrico. Historia e importancia. Obtención y
propiedades del azufre. Obtención de dióxido de azufre: propiedades y aplicaciones. Oxidación
del dióxido de azufre; catálisis, absorción del trióxido de azufre, concentración de las soluciones
acuosas, ácido sulfúrico fumante (óleum).
Ácido fosfórico. Propiedades y aplicaciones. Obtención de fósforo: materias primas para el
método electrotérmico, propiedades. Obtención de pentóxido de fósforo y ácido fosfórico.
Fosfatos y polifosfatos: obtención y aplicaciones.
UNIDAD 5: Metalurgia (I)
Propiedades de los metales. Aleaciones. Diagramas de fases. Regla de las fases. Nociones de
minería y sus aspectos ambientales y económicos. Historia de la metalurgia. Métodos generales
de obtención de metales. Diagramas de Ellingham. Aluminio y magnesio. Estado natural,
propiedades y aplicaciones. Materias primas y su purificación. Obtención de los metales.
Metales nobles. Oro: estado natural, minería, aplicaciones.
UNIDAD 6: Metalurgia (II)
Cobre, plomo, zinc y estaño. Estado natural, propiedades y aplicaciones. Estudio comparativo
de los métodos de obtención. Hierro y acero. Estado natural del hierro. Hierro puro y hierro
industrial. Propiedades y aplicaciones. Arrabio y fundiciones. Producción de acero. Aceros
especiales: propiedades. Economía del acero. La siderurgia en la Argentina.
UNIDAD 7: Materiales de construcción, vidrios y productos cerámicos
Breve historia de los materiales de construcción. Clasificación y propiedades. Yesos y morteros.
Fabricación y propiedades de los cementos. Aplicaciones.
Vidrio. Materia prima y propiedades. Distintos tipos de vidrios. Aplicaciones.
Productos cerámicos. Definición e historia. Propiedades de arcillas y caolines. Porcelana:
materias primas, modelado, calcinación previa y calcinación final. Otros tipos de cerámicos y
sus aplicaciones.
UNIDAD 8: Petroquímica
Petróleo y gas natural: composición y usos; destilación, refinado de los productos; craqueo;
pirólisis y alquilación; síntesis de naftas. Historia del petróleo en la Argentina. Futuro del
petróleo.
Acetileno: propiedades y aplicaciones; obtención de carburo de calcio; gasificación del carburo;
acetileno a partir de hidrocarburos.
Etileno: propiedades y usos. Obtención de etileno a partir de acetileno y a partir del petróleo.
Obtención y propiedades de otros alquenos de importancia industrial.
Otros productos importantes derivados del petróleo y el gas: compuestos halogenados, ácido
acético, etanol y metanol. Propiedades y aplicaciones.
El futuro sin petróleo: alternativas,
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UNIDAD 9: Carbón: derivados de la hulla y otros carbones minerales.
Tipos de “carbones”. Coquización de la hulla. “Gas de alumbrado” y destilación del gas de
hulla. Obtención industrial de benceno, nitrobenceno y anilina: propiedades y aplicaciones.
Ácido bencenosulfónico. Colorantes naturales y sintéticos: derivados del trifenilmetano,
azoicos, y dicetónicos; teñido. Urea: síntesis, propiedades y aplicaciones.
UNIDAD 10: Grasas, jabones y detergentes
Grasas y aceites animales y vegetales. Obtención de jabones y propiedades. Detergentes:
síntesis y aplicaciones. Productos de limpieza comunes. Glicerina: obtención como subproducto
de la industria de los jabones y de derivados del petróleo. Obtención industrial de glicoles y
óxido de etileno: propiedades y aplicaciones.
UNIDAD 11: Papel, industrias fermentativas y biocombustibles
Papel. Materias primas: celulosa y productos para su tratamiento; celulosa a partir de materiales
reciclados. Obtención de la pulpa. Fabricación del papel. Clases de papel y usos.
Etanol por fermentación. Futuro Fabricación de la cerveza.
Biocombustibles: metanol, etanol y biodiesel como sustitutos de los combustibles fósiles;
aplicaciones presentes y prospectiva.
UNIDAD 12: Polímeros
Polímeros naturales y artificiales. Tipos de polimerización. Obtención industrial, propiedades y
aplicaciones de polietileno, cloruro de polivinilo, propileno y polipropileno. Nylon. Caucho
sintético y compuestos relacionados. Siliconas. Adhesivos de uso más común..
Carga horaria: 7 horas/semana – Teoría: 4 horas – Práctica de Laboratorio: 3 horas.
METODOS DE EVALUACION
-
Interrogatorios previos a la realización de los correspondientes trabajos prácticos de
laboratorio
Examen parcial
Trabajos Prácticos de Laboratorio
-
Atmósfera
Industria cloro – álcali
Azufre y ácido sulfúrico
Metales I: conducción del calor
Metales II: reactividad
Purificación de un producto industrial
Obtención de jabón
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BIBLIOGRAFIA
TEXTO
Métodos de la Industria Química
Inorgánica
Métodos de la Industria Químmica
Orgánica
Introducción a la Química Industrial (2º
Edición)
Química Industrial
AUTOR
Fritz Tegeder y Ludwig Mayer
Ludwig Mayer
A. Vian Ortuño
Fundamentos de Tecnología Química
Juan García, Lozano Blanco y Juan Agüra
Garcia Gomez, Ibona Chornet, Climent
Olmedo
Hopp Vollrath
Química Orgánica Industrial
Weissermel Klaus
Bases de la Química Orgánica Industrial