投稿者: anninrika

¿Qué es el Gas Metano?

• Número de registro CAS: 74-82-8
• Fórmula molecular: CH₄
• Peso molecular: 16,042
• Punto de fusión: -182,5°C
• Punto de ebullición: -161,6°C
• Aspecto: Gas incoloro y transparente

El gas metano es un hidrocarburo formado por un átomo de carbono y cuatro de hidrógeno.

Es el principal componente del gas natural y se utiliza en el gas ciudad. Es un gas de efecto invernadero y repercute en el calentamiento global. En la naturaleza, el gas metano puede obtenerse por fermentación de la materia orgánica de las plantas muertas en humedales y pantanos. Por eso también se le llama aire de pantano. Industrialmente, el metano se obtiene por separación del gas natural.

El gas metano en sí no es tóxico para el ser humano, pero hay que tener cuidado ya que la inhalación de metano muy purificado puede provocar deficiencia de oxígeno.

Usos del Gas Metano

El metano es el principal componente del gas natural licuado que se utiliza en el gas ciudad y como gas combustible.

El metano está contenido en el biogás, que se obtiene por fermentación microbiana del metano de los residuos alimentarios y el estiércol del ganado. Este biogás se refina hasta alcanzar una concentración de metano superior al 90%, y el biometano puede suministrarse como electricidad o calor.

También puede utilizarse como materia prima para la producción industrial de compuestos que contienen carbono. Por ejemplo, a partir del metano se obtiene metanol, formaldehído y ácido fórmico.

Propiedades del Gas Metano

La fórmula molecular del gas metano es CH4 con una masa molar de 16,042 g/mol. Los puntos de fusión y ebullición del gas metano son -182,5°C y -161,6°C respectivamente. Por tanto, existe como gas a temperatura ambiente. Su punto de inflamación es de -188°C y su punto de ignición de 537°C. El gas metano tiene un peso específico de 0,555 a temperatura y presión normales. También es el único alcano con una densidad inferior a la densidad media del aire.

Las moléculas de gas metano tienen una estructura tetraédrica con un átomo de carbono en el centro. Los enlaces carbono-hidrógeno (C-H) se mantienen unidos mediante enlaces sigma en orbitales híbridos sp3 con un ángulo de enlace de 109°.

Más Información sobre el Gas Metano

1. Cómo se Sintetiza el Gas Metano

Industrialmente, el gas metano puede producirse en grandes cantidades mediante la reacción del hidrógeno y el monóxido de carbono. En el laboratorio, se produce calentando y descarbonatando acetatos en presencia de una base fuerte. Por ejemplo, se puede obtener gas metano calentando acetato de sodio e hidróxido de sodio. La hidrólisis de carburo de aluminio con agua a temperatura ambiente también produce gas metano, pero con un fuerte olor debido a las impurezas.

El metano también puede producirse por fermentación anaeróbica de bacterias metanogénicas. Por cierto, la mayor parte del gas metano producido en la naturaleza es sintetizado por metanógenos, y esta reacción requiere fuertes condiciones anaeróbicas.

2. La Reacción del Gas Metano

El gas metano reacciona fácilmente con elementos halógenos excitados por estímulos como la luz. Se trata de una reacción intensamente exotérmica y da lugar a la sustitución de átomos de hidrógeno por átomos de halógeno. Concretamente, el gas metano se inflama cuando una mezcla de gases que contiene cloro se expone a la luz solar directa a temperatura ambiente.

Por otra parte, 1 mol de gas metano puede convertirse en 1 mol de dióxido de carbono y 2 mol de agua por combustión completa, produciendo 890 kJ de calor. La combustión incompleta del gas metano produce monóxido de carbono y agua.

3. Sustituyentes Asociados al Gas Metano

Cuando se considera el metano como sustituyente, existen los grupos metilo, metileno y metilina. Un grupo alquilo con un átomo de hidrógeno eliminado del metano se denomina grupo metilo (CH3-). Un grupo alqueno con dos átomos de hidrógeno eliminados del metano es un grupo metileno (-CH2-) y un grupo alquino con dos átomos de hidrógeno eliminados del metano es un grupo metilina (-CH<).

Cuando los enlazantes son el mismo átomo y tienen la estructura H2C=X, también se denominan grupos metilideno. Cuando el compañero de enlace es el mismo átomo y tiene la estructura representada por HC≡X, también se denomina grupo metilideno.

4. Compuestos Relacionados con el Gas Metano

Muchos compuestos con un número de carbonos derivan del gas metano, que también tiene un número de carbonos. Algunos compuestos son importantes como materias primas en la industria química. Algunos ejemplos son el metanol, el formaldehído, el ácido fórmico y el cianuro de hidrógeno.

¿Qué es el Metanol?

El metanol es un alcohol de la estructura más simple.

También se conoce como alcohol metílico, alcohol de madera o carbinol. Se produce principalmente a partir de gas natural o gas de hulla mediante múltiples procesos de producción a altas temperaturas y presiones.

El metanol tiene el punto de inflamación y ebullición más bajo de todos los alcoholes.

Usos del Metanol

El metanol es una materia prima básica para productos químicos y pinturas. Se utiliza como materia prima sintética para el ácido acético y el formaldehído, así como para resinas fenólicas y adhesivos. Además, el metanol también puede utilizarse ampliamente como disolvente en todas las reacciones químicas.

En los últimos años, su uso en aplicaciones relacionadas con la energía ha llamado la atención, y se está utilizando como materia prima para aditivos de gasolina y combustible biodiésel, así como fuente de hidrógeno para pilas de combustible.

Propiedades del Metanol

El metanol es un líquido incoloro y transparente con un característico olor acre. Tiene un punto de fusión de -97°C y un punto de ebullición de 64,7°C. Es soluble en muchos disolventes, como agua, etanol, benceno y éter.

El metanol es altamente inflamable. También es muy volátil y explotará si se coloca un recipiente que contenga metanol directamente sobre el fuego. Las llamas del metanol son de color azul claro, pero son difíciles de ver, especialmente a la luz del día.

La dosis letal mínima estimada en humanos por vía oral en la intoxicación por metanol es de aproximadamente 0,3-1,0 g/kg. La intoxicación por metanol puede producirse por ingestión deliberada, ingestión accidental, inhalación durante la manipulación y contacto de la piel con grandes cantidades. La ceguera debida a daños en la retina del ojo es un síntoma conocido de intoxicación por metanol.

El metanol tiene la estructura molecular más simple de todos los alcoholes. Su fórmula específica es CH3OH, su peso molecular es 32,04 y su densidad es 0,7918 g/cm3.

Más Datos sobre el Metanol

1. Procesos de Fabricación del Metanol

Los métodos industriales modernos para la producción de metanol se basan principalmente en la producción a partir de gas natural por razones de costes. El metanol se produce por la reacción de monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H2) a 50-100 atm y 240-260 °C utilizando óxidos compuestos de óxido de cobre-óxido de zinc/óxidos de alúmina como catalizadores. El monóxido de carbono puede producirse por oxidación parcial de carbón o gas natural.

El metanol también puede obtenerse por destilación del vinagre de madera. También puede obtenerse por fermentación con bacterias productoras de metanol. El metanol también puede producirse como subproducto. Concretamente, se produce por la fermentación de la pectina, que es un componente principal de las paredes celulares en la elaboración del vino y de otras bebidas alcohólicas de origen vegetal.

2. Reacciones del Metanol

La combustión del metanol produce dióxido de carbono y agua. En reacción con cobre (Cu) calentado, el metanol se oxida para dar formaldehído (HCHO).

Sin embargo, el metanol es una sustancia química tóxica para el cuerpo humano, ya que su metabolismo produce grandes cantidades de ácido fórmico (ácido fórmico), que puede provocar ceguera y acidosis metabólica. La reacción del metanol con el sodio (Na) también produce metóxido de sodio (CH3ONa) e hidrógeno (H2).

3. Reformado del Combustible con Metanol

El calentamiento del metanol produce un gas de síntesis de hidrógeno y monóxido de carbono. La temperatura necesaria es de unos 300-400°C y puede utilizarse el calor residual del motor. La reacción de combustión del metanol es endotérmica, por lo que el contenido energético aparente del combustible aumenta y el rendimiento térmico es mayor. El octanaje de los gases descompuestos es extremadamente alto y se pueden realizar motores con un rendimiento térmico cercano al 40%.

El metanol también puede utilizarse como combustible para las pilas de combustible de hidrógeno. Éstas son más eficientes energéticamente que las pilas de combustible de metanol directas (DMFC). Sin embargo, las pilas de combustible de platino distintas de las SOFC y las MCFC se envenenan con monóxido de carbono, que debe eliminarse a fondo.

¿Qué es el Metacrilato de Metilo?

El metacrilato de metilo es un éster de ácido graso insaturado. Es soluble en etanol y acetona y ligeramente insoluble en agua. También se conoce con los nombres comunes de metacrilato de metilo, MMA y monómero acrílico.

Es un líquido y un vapor incoloros y altamente inflamables con un olor característico. Por lo tanto, es importante que no se generen chispas en el entorno de trabajo y son especialmente necesarias medidas de precaución contra las descargas electrostáticas (por ejemplo, toma de tierra).

La inhalación en un entorno de exposición prolongada y repetida puede provocar alergias, asma y dificultades respiratorias. También actúa sobre el sistema nervioso y puede provocar somnolencia y mareos.

Las resinas acrílicas fabricadas a partir de metacrilato de metilo son resinas sintéticas muy transparentes y amorfas. Por este motivo, el material sólido transparente fabricado con resina de polimetacrilato de metilo (abreviado como PMMA) también se conoce como vidrio acrílico y se utiliza en acuarios de gran tamaño.

Usos del Metacrilato de Metilo

El metacrilato de metilo se utiliza principalmente en la producción de láminas acrílicas sopladas y resinas de moldeo prensado.

Los polímeros y copolímeros se denominan resinas metacrílicas y se utilizan como materia prima para resinas de pintura, modificadores de resinas, pinturas, revestimientos de papel, adhesivos, materiales de procesamiento textil, empastes dentales, cementos quirúrgicos, uñas sintéticas y prótesis.

Además, las resinas metacrílicas han encontrado recientemente aplicaciones cada vez más amplias en informática y automoción debido a sus excelentes propiedades, como la transparencia, la resistencia a la intemperie y la reciclabilidad y respeto por el medio ambiente.

Recientemente, se ha utilizado como uno de los materiales de moldeo para impresoras 3D. Los equipos se han abaratado y ahora es posible producir formaciones duras y precisas. Es especialmente útil en el campo médico, donde se utiliza para confirmar la morfología y examinar técnicas quirúrgicas en exámenes preoperatorios. Sin embargo, al tratarse de un material bastante duro, cortarlo después de darle forma puede resultar bastante difícil.

¿Qué es el Ácido Metacrílico?

El ácido metacrílico es un tipo de ácido graso insaturado, un compuesto orgánico líquido incoloro y transparente de olor penetrante.

También se conoce como ácido alfa-metilacrílico y ácido 2-metilpropenoico y también se abrevia como MAA y MA. 

Usos del Ácido Metacrílico

El ácido metacrílico se utiliza como materia prima sintética para polímeros solubles en agua, en la producción de copolímeros con otros compuestos vinílicos y en la fabricación de resinas de intercambio iónico. El metacrilato de metilo, un compuesto éster del ácido metacrílico, es una materia prima muy importante para las resinas acrílicas.

Las resinas acrílicas se utilizan como vidrio orgánico por su gran transparencia y durabilidad. Por ejemplo, se utiliza en muchos artículos familiares de nuestra vida cotidiana, como cristales de ventanas de aviones y automóviles, accesorios de iluminación y lentes de contacto. Otras aplicaciones del ácido metacrílico incluyen materiales para dentaduras postizas, pinturas, agentes de procesamiento de papel, agentes de tratamiento textil, adhesivos y materiales de aislamiento eléctrico.

Propiedades del Ácido Metacrílico

La fórmula molecular del ácido metacrílico es CH2 = C(CH3)COOH y su peso molecular es 86. Tiene un punto de fusión de 15°C, un punto de ebullición de 159°C, una gravedad específica de 1,015 y es un líquido incoloro y transparente con un fuerte olor acre a temperatura ambiente. Sin embargo, suele causar problemas en invierno, cuando se solidifica y no puede utilizarse inmediatamente.

Es soluble en agua y se disuelve bien en disolventes orgánicos como el etanol y el éter. También es más fuertemente ácido que el ácido acético. El ácido metacrílico es propenso a la polimerización, por ejemplo, incluso tras un almacenamiento prolongado. Si se añaden unas gotas de ácido, se polimeriza rápidamente en el compuesto polimérico soluble en agua ácido polimetacrílico.

Para conservar el ácido metacrílico, se añade un 0,1% de hidroquinona como agente antipolimerización. Como tiene grupos carboxilo, se añade como uno de los monómeros constituyentes para mejorar la adherencia y estabilidad de las resinas acrílicas a las superficies metálicas, para darles propiedades hidrófilas o solubles en agua, y para darles durabilidad frente al aceite y la grasa. También tiene el efecto de aumentar la dureza de la resina y la temperatura de reblandecimiento.

Más Información sobre el Ácido Metacrílico

Métodos de Producción del Ácido Metacrílico

El ácido metacrílico se produce industrialmente por dos métodos: el método ACH y el método del isobutileno. Aunque el método ACH existe desde hace mucho tiempo, es problemático debido al uso del altamente venenoso cianuro de hidrógeno (HCN) como materia prima y a la gran cantidad de residuos de sulfato que produce.

Actualmente, el método ACH se sigue utilizando en Europa, EE.UU. y China, mientras que en Japón está muy extendido el método del isobutileno, que sintetiza isobutileno por oxidación directa utilizando un catalizador a base de molibdeno. Además, en los últimos años también se ha desarrollado un proceso en el que se utiliza etileno como materia prima y se sintetiza mediante ácido propiónico.

1. El Método ACH
La acetona cianohidrina (ACH) se sintetiza haciendo reaccionar acetona con cianuro de hidrógeno. La acetona cianohidrina se mezcla con ácido sulfúrico concentrado y se hace reaccionar para formar amida y sintetizar metacrilamida. La metacrilamida reacciona con agua y metanol para dar ácido metacrílico y metacrilato de metilo.

CH₃COCH₃ + HCN → CH₃COH(CH₃)CN
CH₃COH(CH₃)CN + H₂SO₄ → CH₂ = C(CH₃)CONH₂・H₂SO₄
CH₂ = C(CH₃)CONH₂・H₂SO₄ + H₂O + CH₃OH → CH₂ = C(CH₃)COOH + CH₂ = C(CH₃)COOCH₃ + NH₄HSO₄

2. Método del Isobutileno
El isobutileno se oxida en presencia de un catalizador a base de molibdeno (Mo-Bi) y el segundo paso de la reacción de oxidación se lleva a cabo cambiando el catalizador por un sistema Mo-P para obtener ácido metacrílico.

CH₂ = C(CH₃)CH₃ +O₂ → CH₂ = C(CH₃)CH = O + H₂O
2CH₂ = C(CH₃)CH = O +O₂ → 2CH₂ = C(CH₃)COOH 

¿Qué es el Sulfonato Sódico de Poliestireno?

El sulfonato sódico de poliestireno es un preparado de resina de intercambio catiónico. Se utiliza para intercambiar los iones de sodio del fármaco con iones de potasio en el organismo.

Es un polvo marrón amarillento sin olor ni sabor. Es prácticamente insoluble en agua, etanol (95), acetona y éter dietílico. 

Usos del Sulfonato Sódico de Poliestireno

Indicaciones

El sulfonato sódico de poliestireno se utiliza para la “hiperpotasemia debida a insuficiencia renal aguda y crónica”.

Posología y Administración

Puede administrarse de dos formas: por vía oral o por vía intravenosa. Para la administración oral, se dividen 30 g al día en dos o tres dosis, cada una de las cuales se suspende en 50-150 mL de agua. Para la administración intravenosa, 30 g se suspenden en 100 mL de agua o solución de metilcelulosa al 2%.

Propiedades del Sulfonato Sódico de Poliestireno

Modo de Acción

El sulfonato sódico de poliestireno está clasificado como resina de intercambio catiónico y no es absorbido por el organismo. El mecanismo de acción consiste en que los iones de sodio del fármaco se intercambian en el colon con los iones de potasio del organismo, y el potasio unido al sulfonato sódico de poliestireno se excreta fuera del organismo con las heces. Como resultado, se elimina el exceso de potasio en el organismo y mejora la hiperpotasemia.

Precauciones Concomitantes

Entre los medicamentos que deben administrarse con precaución junto con sulfonato sódico de poliestireno se incluyen: preparados digitálicos; antiácidos o laxantes que contengan aluminio, magnesio o calcio; hormonas tiroideas.

1. Preparados Digitálicos

El uso concomitante de preparados digitálicos puede producir toxicidad digitálica, incluyendo anorexia, náuseas y latidos irregulares del corazón. Esto se debe a una disminución de los niveles séricos de potasio causada por el Sulfonato Sódico de Poliestireno.

2. Antiácidos o Laxantes que Contienen Aluminio, Magnesio o Calcio

El uso concomitante de aluminio, magnesio o calcio reduce la acción del Sulfonato Sódico de Poliestireno. Esto significa que es menos probable que mejore la hiperpotasemia. Esto se debe a que los iones de sodio se intercambian por los cationes mencionados en lugar de los iones de potasio.

3. Hormonas Tiroideas

Cuando las hormonas tiroideas se utilizan conjuntamente, las hormonas tiroideas y el Sulfonato Sódico de Poliestireno se adsorben en el tracto gastrointestinal, debilitando la acción de las hormonas tiroideas.

Efectos Secundarios

Los efectos secundarios graves son la inducción de insuficiencia cardiaca y perforación intestinal, ulceración intestinal y necrosis intestinal. La inducción de insuficiencia cardiaca se debe a un aumento de los niveles séricos de sodio en lugar de los niveles séricos de potasio. La perforación intestinal, la ulceración intestinal y la necrosis intestinal son más probables cuando se disuelven en una solución de sorbitol o se combinan con ella.

Los efectos secundarios frecuentes son edema, hipocalcemia, diarrea, náuseas, vómitos y estreñimiento. El edema está relacionado con el aumento de los niveles séricos de sodio.

Más Información sobre el Sulfonato Sódico de Poliestireno

Precauciones de empleo

Durante la administración de sulfonato sódico de poliestireno deben controlarse regularmente los niveles séricos de potasio y sodio. También debe vigilarse el estreñimiento. La acumulación de sulfonato sódico de poliestireno en el tracto gastrointestinal debido al estreñimiento aumenta el riesgo de necrosis de la pared intestinal.

Como se ha mencionado anteriormente, ha habido informes de necrosis intestinal cuando se disuelve en o en combinación con solución de sorbitol. El D-sorbitol puede utilizarse para prevenir el estreñimiento durante la radiografía gastrointestinal, pero debe evitarse el uso concomitante del medicamento y el D-sorbitol.

Mujeres Embarazadas y Lactantes

El medicamento puede administrarse a mujeres embarazadas y en periodo de lactancia si los beneficios del tratamiento con Sulfonato Sódico de Poliestireno superan los riesgos de la ausencia de tratamiento.

Ancianos

Es más probable que los pacientes de edad avanzada tengan una función fisiológica reducida, por lo que debe considerarse una dosis reducida.

Diferencias con el Poliestireno Sulfonato de Calcio

El poliestireno sulfonato de calcio también es un tratamiento para la “hiperpotasemia debida a insuficiencia renal aguda o crónica”. La sal sódica está disponible en forma de aerosol, mientras que la sal cálcica está disponible en forma de jalea o solución oral, además de en forma de aerosol.

En general, las sales de sodio tienen una mayor capacidad de intercambio de potasio. Esto significa que las sales de sodio pueden reducir los niveles séricos de potasio de forma más eficaz. Las sales de calcio también tienen más probabilidades de provocar estreñimiento, calcificación vascular debida a la hipercalcemia y un mayor riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares.

Sin embargo, las sales de calcio son más adecuadas para las personas con tendencia a la retención de sodio, por ejemplo debido a insuficiencia renal. Es importante distinguir entre sales de calcio y sales de sodio en función de la enfermedad subyacente original y del estado general.

¿Qué son los Polímeros de Acetato de Vinilo?

El acetato de polivinilo es una resina termoplástica incolora y transparente, un polímero de acetato de vinilo.

También conocido como PVAc, es soluble en varios disolventes orgánicos como cetonas, ésteres, alcohol metílico, benceno e hidrocarburos halogenados. Los polímeros de acetato de vinilo tienen un punto de reblandecimiento de unos 38°C, que es bajo para un plástico, y se vuelve fluido a unos 80°C.

El polímeros de acetato de vinilo se fabrica polimerizando acetato de vinilo, que se forma combinando acetileno y ácido acético. Industrialmente, se produce por polimerización en solución o polimerización en emulsión utilizando iniciadores radicales. Los polímeros de acetato de vinilo también pueden hidrolizarse para producir alcohol polivinílico.

Usos de los Polímeros de Acetato de Vinilo

Debido a su flexibilidad y bajo punto de reblandecimiento, el acetato de polivinilo se utiliza ampliamente como plástico en aplicaciones como material base de chicles, adhesivos como los de madera, agentes de encolado de papel, pinturas al agua y agentes de postratamiento textil. También se utiliza en aplicaciones cosméticas, concretamente como “agente de peinado”, “agente aglutinante”, “agente formador de películas” y “estabilizador de emulsiones”.

El alcohol polivinílico, obtenido por hidrólisis del acetato de vinilo, se utiliza como materia prima para la fibra sintética vinylon, y también se emplea en colas para ropa y películas para pantallas de cristal líquido. Más del 80% de la producción de acetato de polivinilo se hidroliza y se utiliza como alcohol polivinílico.

Propiedades de los Polímeros de Acetato de Vinilo

1. Insoluble en Agua

Los polímeros de acetato de vinilo son insolubles en agua, pero pueden dispersarse en agua en estado emulsionado (coloidal). El polímero de acetato de vinilo dispersado en agua de esta forma se utiliza a menudo en uniones para madera, ya que se adhiere bien a la madera mediante enlaces de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno se producen entre las moléculas de oxígeno de los grupos de acetato y las moléculas de hidrógeno de la madera (celulosa), como se muestra en el diagrama siguiente.

El polímero de acetato de vinilo es insoluble en agua, pero el acetato de polivinilo hidrolizado es soluble en agua debido a los grupos hidroxilo del alcohol.

2. Baja Temperatura de Transición Vítrea

Cuando la temperatura de un plástico aumenta gradualmente de una temperatura baja a una alta, pasa de un estado duro y vítreo a un estado blando y gomoso. La temperatura en este punto se denomina temperatura de transición vítrea.

La temperatura de transición vítrea de los polímeros de acetato de vinilo es de 29°C. Los polímeros de acetato de vinilo se utilizan como chicle debido a esta baja temperatura de transición vítrea. Antes de masticarlo, está por debajo de 29 °C y, por tanto, no es pegajoso, pero cuando se introduce en la boca se vuelve gomoso debido a la temperatura corporal (36 °C).

Se cree que la baja temperatura de transición vítrea de los polímeros con grandes cadenas laterales, como el polímeros de acetato de vinilo, se debe al gran volumen de las cadenas laterales, que deja más espacio dentro de la molécula y permite que las cadenas moleculares se muevan más fácilmente. Incluso en estado gomoso, sólo una parte de la cadena molecular se retuerce y se mueve, y no toda la molécula está en estado líquido.

Más información sobre el Acetato de Vinilo

1. Cómo se Produce el Acetato de Vinilo

El acetato de polivinilo puede polimerizarse por adición abriendo los dobles enlaces entre los carbonos del acetato de vinilo. El doble enlace adopta la forma -C-C- de modo que otra molécula puede unirse a cada lado. Los polímeros de acetato de vinilo son el resultado de la unión de grandes cantidades de acetato de vinilo.

2. Producción de Alcohol Polivinílico

El polímeros de acetato de vinilo se saponifica para producir alcohol polivinílico. El alcohol polivinílico se fabrica convirtiendo el grupo ácido acético del acetato de vinilo en un grupo hidroxilo mediante un proceso conocido como saponificación. La kemmatización es la hidrólisis de ésteres utilizando una base como el hidróxido de sodio.

El polímeros de acetato de vinilo es insoluble en agua, por lo que la saponificación se lleva a cabo disolviéndolo en metanol. La reacción es más rápida y completa con un catalizador base que con un catalizador ácido. A diferencia de lo que ocurre en solución acuosa, la reacción tiene lugar en una reacción de intercambio de ésteres, en la que un alcohol actúa sobre el éster para producir un nuevo éster.

El alcohol polivinílico es composicionalmente un polímero de adición de alcohol vinílico CH2=CH(OH), pero el alcohol polivinílico no puede fabricarse por polimerización directa por adición de alcohol vinílico. Esto se debe a que el propio alcohol vinílico es una sustancia extremadamente inestable y se transforma en acetaldehído estable antes de la polimerización. Por lo tanto, se utiliza un método indirecto: los polímeros de acetato de vinilo se fabrican mediante polimerización por adición de acetato de vinilo, que luego se hidroliza para producir poli(alcohol vinílico).

¿Qué es la Polivinilpirrolidona?

La polivinilpirrolidona es un polímero no iónico, soluble en agua, de N-vinil-2-pirrolidona polimerizada.

También se conoce como poli (N-vinilpirrolidona), PVP y povidona. La polivinilpirrolidona se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, desde productos industriales hasta artículos domésticos y alimentos.

Usos de la Polivinilpirrolidona

A diferencia de muchos compuestos poliméricos sintéticos, la polivinilpirrolidona es muy soluble en agua, y esta propiedad se aprovecha en diversas aplicaciones. Además, también se utiliza en productos farmacéuticos y aditivos alimentarios debido a su elevada higroscopicidad y a sus propiedades filmógenas, adhesivas y dispersantes, así como a su elevado perfil de seguridad para el cuerpo humano y el medio ambiente.

1. Productos Farmacéuticos

Se utiliza como materia prima para el antiséptico poppidona yodada, como aglutinante en la fabricación de comprimidos y cápsulas, como agente estabilizador en suspensiones y emulsiones y como base para pomadas y cremas. La polivinilpirrolidona también se mezcla en materiales de fibra hueca para mejorar la compatibilidad sanguínea de las fibras huecas utilizadas en riñones artificiales.

2. Aditivos Alimentarios

La polivinilpirrolidona se utiliza como estabilizador, aglutinante y dispersante en productos vitamínicos y minerales. También existe un polímero denominado polivinilpolipirrolidona (PVPP), en el que la parte de pirrolidona de la polivinilpirrolidona está reticulada, que se utiliza como agente clarificante en la cerveza y el vino, y como agente astringente reductor del sabor en bebidas a base de té. Mientras que la polivinilpirrolidona es soluble en agua, la PVPP no lo es.

Propiedades de la Polivinilpirrolidona

Es un polímero lineal de N-vinil-2-pirrolidona (C6H9NO), higroscópico y no cristalino. Es inodoro o tiene un ligero olor específico. Tiene una densidad de 1,2 g/cm3, un punto de fusión (temperatura de transición vítrea) de 150-180°C y una temperatura de descomposición de unos 400°C.

Es soluble en agua y alcoholes y se disuelve en la mayoría de los disolventes polares, incluidos la piridina y el cloroformo. También es muy compatible con otros polímeros. En cambio, es insoluble en acetona y prácticamente insoluble en ésteres, éteres y disolventes de hidrocarburos.

Debido a su elevado perfil de seguridad para la salud humana y el medio ambiente, se utiliza en una amplia gama de aplicaciones. Como polímero no iónico, también tiene una baja conductividad eléctrica y excelentes propiedades aislantes.

Más Información sobre la Polivinilpirrolidona

Proceso de Producción de la Polivinilpirrolidona

La polivinilpirrolidona se produce a partir de acetileno y formaldehído mediante los siguientes procesos.

1. Síntesis de γ-Butirolactona
Tras la reacción de acetileno y formaldehído bajo presión, se obtiene 1,4-butanodiol por reducción catalítica. Cuando éste se calienta a 200°C bajo catálisis de cobre, tiene lugar una reacción de deshidratación intramolecular que da lugar a la γ-butirolactona.

   C₂H₂ + HCHO → HOCH₂CH₂CH₂CH₂OH (1,4-butanodiol)  →  C₄H₆O₂ (γ-butirolactona)

2. Síntesis de N-vinil-2-pirrolidona
La N-vinil-2-pirrolidona se obtiene tratando la γ-butirolactona con amoníaco para dar 2-pirrolidona, que se somete a acetileno a presión.

   C₄H₆O₂ + NH₃ → C₄H₇NO (2-pirrolidona)
   C₄H₇NO + C₂H₂→ C₆H₉NO

Otra forma de sintetizar N-vinil-2-pirrolidona a partir de γ-butirolactona es haciéndola reaccionar con monoetanolamina, además de lo anterior. Aquí, la N-hidroxietilpirrolidona se produce a partir de γ-butirolactona y monoetanolamina. A continuación, se deshidrata en la fase de vapor para obtener N-vinil-2-pirrolidona.

   C₄H₆O₂ + HOCH₂CH₂NH₂ → C₆H₁₁O₃ (N-hidroxietilpirrolidona)
   C₆H₁₁O₃ → C₆H₉NO + H₂O

3. Polimerización de la N-Vinil-2-Pirrolidona
La polimerización de la N-vinil-2-pirrolidona por calentamiento en presencia de peróxido de hidrógeno produce vinilpirrolidona.

¿Qué es el Formaldehído?

El formaldehído es un aldehído con la estructura más simple.

También se denomina metanal u óxido de metileno. En el medio atmosférico, se forma por combustión incompleta de materia orgánica, como combustibles fósiles y residuos. Además, también se forma a partir de hidrocarburos atmosféricos mediante reacciones fotoquímicas y es uno de los componentes de los oxidantes fotoquímicos.

El formaldehído es también uno de los agentes causantes del síndrome del edificio enfermo. El formaldehído presente en los adhesivos utilizados en los materiales de construcción puede provocar irritación de las mucosas y alergias.

Usos del Formaldehído

El formaldehído es una sustancia química muy utilizada en la vida cotidiana. Por ejemplo, se utiliza como desinfectante, fungicida, desinfectante e insecticida para muebles y prendas de vestir, así como para retractilar, antiarrugas y estabilizar la forma de productos textiles.

Además, también se utiliza como materia prima para la fabricación de resinas sintéticas, productos químicos agrícolas, productos químicos fotográficos y productos farmacéuticos. Una solución acuosa de Formaldehído al 37% se denomina “formaldehído” y puede utilizarse como conservante de especímenes, así como materia prima para plásticos, caucho sintético y pinturas.

Propiedades del Formaldehído

El formaldehído es un gas incoloro, inflamable y de olor acre. Es muy soluble en agua. Su punto de fusión es de -92°C y su punto de ebullición de -19,3°C. El punto de inflamación es de 64°C y el de ignición de 430°C.

Estructura del Formaldehído

El formaldehído es un compuesto orgánico con un grupo aldehído y está representado por la fórmula química HCHO. Tiene una masa molar de 30,03 y una densidad de 0,8153 g/mL. El formaldehído se polimeriza fácilmente para formar paraformaldehído (HO(CH2O)nH) a partir de una solución acuosa, aparte del trioxano anhidro (CH2O)3.

El trioxano es el trímero del formaldehído y se disuelve en disolventes orgánicos sin descomponerse. Por el contrario, el paraformaldehído es insoluble en la mayoría de los disolventes.

Por lo demás, el metandiol está presente en las soluciones acuosas de Formaldehído. La fórmula química del metandiol es H2C(OH)2, también conocido como formaldehído monohidratado o metilenglicol. Por ejemplo, en una solución acuosa de formaldehído al 5%, la proporción de metandiol es de aproximadamente el 80%.

Más Datos sobre el Formaldehído

1. Síntesis del Formaldehído

El formaldehído se forma cuando el metanol se oxida al aire sobre un catalizador. Sin embargo, a medida que avanza la oxidación del formaldehído, se produce ácido fórmico. Por otra parte, el formaldehído también puede obtenerse por destilación seca de formiato de calcio.

En la naturaleza, el formaldehído se produce cuando se forma glicina a partir del aminoácido serina, catalizada por la serina hidroximetiltransferasa. El formaldehído también se produce a partir del metanol por bacterias metilótrofas, catalizadas por la metanol deshidrogenasa.

2. Usos Industriales del Formaldehído

El formaldehído se utiliza habitualmente como precursor de compuestos complejos. Algunos ejemplos de productos sintetizados con formaldehído son las resinas de urea, las resinas de melamina, las resinas fenólicas y los poliacetales.

El 1,4-butanodiol y el diisocianato de difenilmetano también pueden sintetizarse con Formaldehído.

3. Formaldehído en los Organismos Vivos y en los Alimentos

El formaldehído se produce por el metabolismo de aminoácidos y sustancias biológicas extrañas. Por lo tanto, incluso en ausencia de exposición al formaldehído, se ha informado de que la concentración de formaldehído en sangre es de alrededor de 2,6 ppm.

El formaldehído está presente en alimentos naturales como algunos pescados y las setas shiitake en tal cantidad que no afecta a la salud. El vino de frutas elaborado con frutas ricas en pectina contiene metanol, que se descompone en el organismo por la alcohol deshidrogenasa para producir formaldehído.

¿Qué es el Ácido Bórico?

El ácido bórico es el término genérico para los oxoácidos del boro, comúnmente ácido ortobórico.

El ácido bórico es una sustancia que se encuentra en todas partes en la naturaleza, incluso en el agua, el suelo y las plantas, pero se refina industrialmente a partir de minerales de borato naturales como la piedra de Ludwig, la cholemanita y la urexita.

Tiene un aspecto cristalino incoloro o blanco y carece de olor. Es ligeramente soluble en agua y etanol, casi insoluble en éter dietílico. No es inflamable y las soluciones acuosas son ligeramente ácidas.

Usos del Ácido Bórico

1. Agentes de Control de Plagas con Ácido Bórico

Una vez que los insectos han absorbido ácido bórico en su organismo, son incapaces de expulsarlo de su cuerpo. Como resultado, las toxinas del ácido bórico se acumulan. Su especificidad se utiliza para producir agentes de control de plagas, principalmente para las cucarachas.

Los propietarios también pueden fabricar agentes de control de plagas, llamados “bolitas de ácido bórico”. Se mezclan atrayentes como harina o cebollas con ácido bórico, se forman bolas de masa y se colocan en el lugar de la plaga. Las plagas se deshidratan y pueden ser eliminadas. El ácido bórico también se utiliza en el sector de la construcción para tratar los materiales de construcción contra la podredumbre y como tratamiento repelente de hormigas.

2. Abonos de Boro

El boro es un oligoelemento necesario para el crecimiento de las plantas, y el ácido bórico y el bórax se utilizan como fertilizantes de boro en la agricultura.

En el suelo, el boro está presente como B(OH)3 no cargado a un pH cercano al neutro, pero en las plantas está parcialmente presente como B(OH)4-, dependiendo del pH. El ácido bórico desempeña un papel importante en el crecimiento de las plantas al formar enlaces éster con los polisacáridos y otras sustancias para mantener la estructura de la pared celular.

3. Otros

El ácido bórico tiene propiedades bactericidas y su solución acuosa se utiliza como lavaojos y desinfectante. También absorbe neutrones, por lo que se utiliza como material de control para regular la cantidad de neutrones en las instalaciones de los reactores nucleares.

Propiedades del Ácido Bórico

1. Propiedades Básicas

El ácido bórico es un compuesto inorgánico con la fórmula química H3BO3 y está formado por boro, hidrógeno y oxígeno. Tiene un peso molecular de 61,83, una gravedad específica de 1,5 y un punto de fusión de 170,9 °C.

La molécula de ácido bórico tiene una estructura triangular plana con un átomo de boro en el centro, unido a tres grupos hidroxilo. La ingestión de grandes cantidades puede tener efectos adversos para la salud. Las dosis letales se estiman en 2-3 g para los lactantes y 5-6 g para los niños pequeños.

2. Reacciones

El ácido bórico es soluble en agua, pH 5,1 a 0,1 mol/L. El ácido bórico es un ácido de Lewis débil y el protón lo aporta el H2OB(OH)3, un complejo formado a partir de ácido bórico y agua.

A 100-150 °C pierde una molécula de agua para formar ácido metabórico (HBO2), a 140-160 °C se convierte en ácido pirobórico (H2B4O7) y vítreo, y a temperaturas más altas se convierte en ácido bórico anhidro (B2O3). Cuando se añade magnesio al ácido bórico anhidro y se calienta a unos 1.000 °C, se obtiene boro amorfo de color marrón.

Cuando el ácido bórico reacciona con alcohol en presencia de ácido sulfúrico, se forma el éster bórico B(OR)3. Las reacciones en las que se forma ácido bórico incluyen la reacción del cloruro de boro (BCl3) con agua.

Más Información sobre el Ácido Bórico

Métodos de Producción del Ácido Bórico

Dependiendo de la materia prima, el ácido bórico se produce de formas algo diferentes.

1. Producción a Partir de Bórax
Se añade ácido sulfúrico a la solución de bórax y reacciona para formar ácido bórico y sulfato sódico. El líquido de reacción se enfría, se centrifuga y se seca para obtener el producto. El ácido bórico producido por este método es de muy alta calidad y se utiliza en las industrias farmacéutica y química, que tienen estrictos requisitos de calidad.

2. Producción a Partir de Minerales de Borato
Se añade ácido sulfúrico o ácido clorhídrico a una suspensión de minerales de borato para descomponer los boratos y producir ácido bórico. Algunos ejemplos de minerales de borato son la cholemanita y la urexita.

3. Producción a partir de Minerales de Borato con Base de Magnesio
Los minerales de borato a base de magnesio se tuestan para eliminar el agua cristalina y se añade bicarbonato de amonio para producir borato de amonio. Tras la separación por filtración, el amoniaco se descompone por calor para eliminarlo por evaporación y se enfría para obtener cristales de ácido bórico.

¿Qué es el Pentano?

El pentano es un alcano de cinco carbonos y tiene tres isómeros estructurales con diferentes ramificaciones de la cadena carbonada: pentano normal (n-pentano), isopentano y neopentano. Sin embargo, el término “pentano” se refiere generalmente al n-pentano de cadena lineal. El pentano es un compuesto apolar e insoluble en agua, pero es miscible con muchos disolventes orgánicos como éteres y alcoholes.

Al manipular pentano, es necesario tomar las medidas adecuadas, como eliminar las fuentes de ignición, evitar las fugas y utilizar ventilación local por extracción.

Datos del Pentano

• Nº CAS: 109-66-0
• Nombre CAS: Pentano
• Peso molecular: 72.15
• Punto de ebullición: 36.1° C
• Punto de fusión: -129.7° C

Usos del Pentano

El pentano se utiliza en adhesivos, tintas de impresión, etc., ya que es muy volátil y puede disolver sustancias no polares hasta cierto punto. También se utiliza como disolvente de extracción en experimentos de síntesis orgánica y como anestésico. Recientemente, el pentano también se ha utilizado como medio en la generación de energía geotérmica, en la que una fuente de calor evapora un medio con un punto de ebullición bajo para hacer girar una turbina.

El pentano también se utiliza como material de referencia en cromatografía de gases (GC), y los fabricantes de reactivos venden n-pentano exclusivamente como material de referencia para GC.

Seguridad del Pentano

El pentano es un compuesto extremadamente inflamable formado únicamente por átomos de carbono e hidrógeno, con un punto de inflamación de -49°C (sellado), lo que significa que puede inflamarse fácilmente incluso a temperatura ambiente. 

El pentano es un compuesto de baja toxicidad aguda, pero tiene efectos anestésicos por exposición inhalatoria y es irritante de las vías respiratorias. Se considera nocivo para las vías respiratorias y es muy volátil, por lo que deben tomarse medidas para evitar fugas fuera del tiro cuando esté en uso.