ELABORADO POR:BRENDA ROCIO MACIAS HERNANDEZ

FERTILIZANTES:PRODUCTOS QUIMICOS ESTRATEGICOS

1)¿QUE IMPORTANCIA TIENE LA INDUSTRIA DE LOS FERTILIZANTE EN MEXICO?

Asimismo, la necesidad de obtener actualmente nuevas fuentes de energía abre un nuevo campo para la agricultura, y la aplicación adecuada de fertilizantes debe contribuir a conseguir este objetivo ya que la biomasa es una fuente principal para la obtención de energía renovable. En definitiva, gracias a los fertilizantes se alcanzan los siguientes retos: Asegurar la productividad y calidad nutricional de los cultivos, ofreciendo una seguridad alimenticia e incrementando el contenido de nutrientes de las cosechas. Evitar la necesidad de incrementar la superficie agrícola mundial, ya que sin los fertilizantes habría que destinar millones de hectáreas adicionales a la agricultura. Conservar el suelo y evitar su degradación y, en definitiva, mejorar la calidad de vida del agricultor y de su entorno. Contribuir a la mayor producción de materia prima para la obtención de energías alternativas.

Fertilizante:Sustancia o mezcla química natural o sintética utilizada para enriquecer el suelo y favorecer

el crecimiento vegetal.

Materia natural o elaborada que se añade a los suelos para suministrar los elementos químicos necesarios para mejorar o aumentar sus rendimientos.

Fertilizantes orgánicos:es un fertilizante que proviene de animales, humanos, restos vegetales de alimentos, restos

de cultivos de hongos comestibles u otra fuente orgánica y natural. En cambio los abonos inorgánicos están fabricado por medios industriales, como los abonos nitrogenados (hechos a partir de combustibles fósiles y aire) como la  urea  o los obtenidos de minería, como los fosfatos o el potasio, calcio ,zinc.

El uso de abono orgánico en las cosechas ha aumentado mucho debido a la demanda de alimentos frescos y sanos para el consumo humano.

Los fertilizantes orgánicos tiene las siguientes ventajas: Permiten aprovechar residuos orgánicos, Recuperan la materia orgánica del suelo y permiten la fijación de carbono en el suelo, así

como la mejoran la capacidad de absorber agua. Suelen necesitar menos energía para su elaboración.

Fertilizante inorgánicos: Los abonos inorgánicos son sustancias químicas sintetizadas, ricas en fósforo, calcio,

potasio y nitrógeno, que son nutrientes que favorecen el crecimiento de las plantas. Son absorbidos más rápidamente que los abonos orgánicos.

La característica más sobresaliente de los abonos inorgánicos es que deben ser solubles en agua, para poder disolverlos en el agua de riego.

Los fertilizantes inorgánicos tienen algunos problemas si no son usados de forma adecuada:

Es más fácil provocar eutrofización en los acuíferos (aumento de la biomasa de algas).

Degradan la vida del suelo y matan microorganismos que ponen nutrientes a disposición de las plantas.

Necesitan más energía para su fabricación y transporte.

Generan dependencia del agricultor hacia el suministrador del fertilizante.

Los abonos inorgánicos se dividen en:

fertilizantes nitrogenados

fertilizantes fosfatados

fertilizantes potásicos

El importante incremento de la población mundial en los últimos años viene

exigiendo un constante reto a la agricultura para proporcionar un mayor número de

alimentos, tanto en cantidad como en calidad. Desde el inicio del siglo XIX, la

población mundial se ha incrementado un 550 por cien, habiendo pasado de 1.000

millones a 6.500 millones en la actualidad, con unas previsiones de que se alcancen

entre nueve y diez millones de habitantes en el año 2050.

Para alcanzar el reto de poder incrementar la producción agrícola para abastecer al

crecimiento de la población, únicamente existen dos factores posibles:

• Aumentar las superficies de cultivo, posibilidad cada vez más limitada sobre

todo en los países desarrollados, lo que iría en detrimento de las grandes

masas forestales.

• LA IMPORTANCIA DE LA PRODUCCION DE FERTILIZANTE PARA ABASTECER DE ALIMENTOS A LA CRESIENTE POBLACION HUMANA

• Proporcionar a los suelos fuentes de nutrientes adicionales en formas

asimilables por las plantas, para incrementar los rendimientos de los

cultivos.

Esta opción es posible mediante la utilización de fertilizantes minerales,

con cuya aplicación racional se ha demostrado, en los ensayos de larga duración, el gran efecto que ha tenido en el incremento de los rendimientos de las cosechas, obteniendo a su vez productos con mayor calidad. Los fertilizantes, utilizados de forma racional, contribuyen a reducir la erosión, acelerando la cubierta vegetal del suelo y protegiéndolo de los agentes climáticos.

Una de las estrategias utilizadas para optimizar económica y técnicamente la

industria de los fertilizantes es construir una cadena productiva, donde en plantas

industriales vecinas se produzcan diversas sustancias que estén relacionadas en

sus procesos ya que unas son materias primas de otras más complejas, siendo

recomendable que el inicio de la cadena tenga como materias primas sustancias

naturales como aire, agua, minerales, etc.

Producción de fertilizantes nitrogenados

Los fertilizantes nitrogenados más comunes son: amoníaco anhidro, urea (producida con amoníaco y dióxido de carbono), nitrato de amonio (producido con amoniaco y ácido nítrico), sulfato de amonio (fabricado en base a amoníaco y ácido sulfúrico) y nitrato de calcio y amonio, o nitrato de amonio y caliza el resultado de agregar caliza al nitrato de amonio.

• 2)¿COMO SE SINTETIZAN LOS FERTILIZANTES QUIMICOS.?

Los fertilizantes de fosfato incluyen los siguientes:

piedra de fosfato molida, escoria básica (un subproducto de la fabricación de hierro y acero), superfosfato (que se produce al tratar la piedra de fosfato molida con ácido sulfúrico), triple superfosfato (producido al tratar la piedra de fosfato con ácido fosfórico), y fosfato mono y di amónico. Las materias primas básicas son: piedra de fosfato, ácido sulfúrico (que se produce, usualmente, en el sitio con azufre elemental), y agua.

Todos los fertilizantes de potasio se fabrican con salmueras o depósitos subterráneos de potasa. Las formulaciones principales son cloruro de potasio, sulfato de potasio y nitrato de potasio.

FERTILIZANTES FOSFATADOS

La reacción por la cual se obtiene una sal (neutra), se la denomina REACCION DE NEUTRALIZACION" veamos algunos ejemplos: 

El vinagre contiene Ac acetico si quisieramos neutralizarlo, tendriamos que agregar una base como es el NaOH la reaccion seria: 

HAc + NaOH -------- NaAc + H2O 

HAc le vamos a llamar al acido acetico y NaAc es el acetato de sodio (que es una sal) 

La sosa caustica contiene NaOH si quisieramos neutralizarla podriamos utilizar ac. cloridrhico (HCl) la reaccion seria: 

NaOH + HCl -------- NaCl + H2O 

Formariamos cloruro de sodio o sal de mesa. 

Las reacciones de sintesis son mas complejas, pues se refiere a productos atraves de productos mas pequeños, casi siempre aditivos a la molecula final veamos algunos ejemplos: 

por ejemplo la oxidacion de los metales que es un fenomeno no deseado: 

Fe + O2 -------------------- Fe2O3 

Se forma el oxido de fierro III 

algunas veces se intercambian atomos como en el caso siguiente: 

Sodio metalico 2 Na(0) + 2H2O ------------- 2 NaOH + 2H (g) 

si observas el Na se adiciono aunque se libero H2 en forma de gas. 

Tipos de reacción: Síntesis y neutralización

Definición de Arrhenius:

La tradicional definición acuosa de ácido-base del concepto de Arrhenius se describe como la formación de agua a partir de iones hidrógeno e hidróxilo, o bien como la formación de iones hidrógeno e hidróxilo procedentes de la disociación de un ácido y una base en solución acuosa:

H+ (aq) + OH− (aq)  H2O(En los tiempos modernos, el uso de H+ se considera como una abreviatura de H3O+, ya que actualmente se sabe que el protón aislado H+ no existe como especie libre en solución acuosa).

Esto conduce a la definición de que, en las reacciones ácido-base de Arrhenius, se forma una sal y agua a partir de la reacción entre un ácido y una base. En otras palabras, es una reaccion de neutralizacion.

ácido+ + base− → sal haloidea + agua Los iones positivos procedentes de una base forman una sal con los iones negativos procedentes de un ácido. Por ejemplo, dos de la base hidroxido de sodio (NaOH) pueden combinarse con un mol de ácido sulfúrico (H2SO4) para formar dos moles de agua y un mol de sulfato de sodio.

2 NaOH + H2SO4 → 2 H2O + Na2SO4

DEFINICION Y PROPIEDADES DE ACIDOS Y BASES

Definición de Brønsted-Lowry

La definición de Brønsted-Lowry, formulada independientemente por sus dos autores Johannes Nicolaus Brønsted y Thomas Martin Lowry en 1923, se basa en la idea de la protonación de las bases a través de la desprotonación de los ácidos, es decir, la capacidad de los ácidos de "donar" iones hidrógeno (H+) a las bases, quienes a su vez, los "aceptan".8 A diferencia de la definición de Arrhenius, la definición de Brønsted-Lowry no se refiere a la formación de sal y agua, sino a la formación de ácidos conjugados y bases conjugadas, producidas por la transferencia de un protón del ácido a la base.5 8

En esta definición, un "ácido es un compuesto que puede donar un protón, y una base es un compuesto que puede recibir un protón". En consecuencia, una reacción ácido-base es la eliminación de un ion hidrógeno del ácido y su adición a la base.9 Esto no se refiere a la eliminación de un protón del núcleo de un átomo, lo que requeriría niveles de energía no alcanzables a través de la simple disociación de los ácidos, sino a la eliminación de un ion hidrógeno (H+).

La eliminación de un protón (ion hidrógeno) de un ácido produce su base conjugada, que es el ácido con un ion hidrógeno eliminado, y la recepción de un protón por una base produce su ácido conjugado, que es la base con un ion hidrógeno añadido.

Todos los proyectos de producción de fertilizantes requieren la transformación de compuestos que proporcionan los nutrientes para las plantas: nitrógeno, fósforo ypotasio, sea individualmente (fertilizantes "simples"), o en combinación (fertilizantes "mixtos").5

El amoníaco constituye la base para la producción de los fertilizantes nitrogenados, y la gran mayoría de las fábricas contienen instalaciones que lo proporcionan, sin considerar la naturaleza del producto final. Asimismo, muchas plantas también producen ácido nítrico en el sitio. Los fertilizantes nitrogenados más comunes son:amoníaco anhidro, urea (producida con amoníaco, nitrato de amonio (producido con amoníaco y ácido nítrico), sulfato de amonio (fabricado a base de amoníaco y ácido sulfúrico) y nitrato de calcio y amonio, o nitrato de amonio y caliza el resultado de agregar caliza CaMg (CO3)2 al nitrato de amonio.

Los fertilizantes de fosfato incluyen los siguientes: piedra de fosfato molida, escoria básica (un subproducto de la fabricación de hierro y acero), superfosfato (que se produce al tratar la piedra de fosfato molida con ácido sulfúrico), triple superfosfato (producido al tratar la piedra de fosfato con ácido fosfórico), y fosfato mono y diamónico. Las materias primas básicas son: piedra de fosfato, ácido sulfúrico (que se produce, usualmente, en el sitio con azufre elemental), y agua.

Todos los fertilizantes de potasio se fabrican con salmueras o depósitos subterráneos de potasa. Las formulaciones principales soncloruro de potasio, sulfato de potasio y nitrato de potasio.

Se pueden producir fertilizantes mixtos, mezclándolos en seco, granulando varios fertilizantes intermedios mezclados en solución, o tratando la piedra de fosfato con ácido nítrico (nitrofosfatos).

También es posible hacer fertilizante de forma natural.

Reversibilidad y equilibrio en las reacciones químicas acido-base para obtener un fertilizante

Energía De Ionización

La energía de ionización, potencial de ionización o EI es la energía necesaria para separar un electrón en su estado fundamental de un átomo o de una molécula.

DESOCIACION DE ENLACE

3)Como modificar el equilibrio de una reacción química

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.

TEMPERATURA: Generalmente, al llevar a cabo una reacción a una temperatura más alta provee más energía al sistema, por lo que se incrementa la velocidad de reacción al ocasionar que haya más colisiones entre partículas, como lo explica la teoría de colisiones . Sin embargo, la principal razón porque un aumento de temperatura aumenta la velocidad de reacción es que hay un mayor número de partículas en colisión que tienen la energía de activación necesaria para que suceda la reacción, resultando en más colisiones exitosas.

CONCENTRACION: La velocidad de reacción aumenta con la concentración, como está descrito por la LEY DE VELOCIDAD  y explicada por la TEORIA DE COLISIONES . Al incrementarse la concentración de los reactantes, la FRECUENCIA de COLISION también se incrementa.

PRESION : 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 CONTACTO: La superficie de contacto es uno de los factores que afectan a la velocidad de una reacción química. A mayor superficie de contacto mayor velocidad de la reacción.

CATALIZADORES: La presencia de un catalizador incrementa la velocidad de reacción (tanto de las reacciones directa e inversa) al proveer de una trayectoria alternativa con una menor ENERGIA DE ACTIVACION. Por ejemplo, el PLATINO cataliza la combustión del hidrógeno con el oxígeno a temperatura ambiente.

• FACTORES QUE AFECTAN LA RAPIDEZ DE UNA REACCION QUIMICA

La teoría de las colisiones es una teoría propuesta por Max Trautz  y William Lewis en 1916 y 1918, que explica cualitativamente cómo ocurren las reacciones químicas  y porqué las velocidades de reacción  difieren para diferentes reacciones. Para que una reacción ocurra las partículas reaccionantes deben colisionar. Solo una cierta fracción de las colisiones totales causan un cambio químico; estas son llamadas colisiones 

exitosas. Las colisiones exitosas tienen energía suficiente (energía de activación) momento del impacto para romper los enlaces existentes y formar nuevos enlaces, resultando en los productos de la reacción. El incrementar la concentración de los reactivos y aumentar la temperatura lleva a más colisiones y por tanto a más colisiones exitosas, incrementando la velocidad de la reacción.

Cuando un catalizador está involucrado en la colisión entre las moléculas reaccionantes, se requiere una menor energía para que tome lugar el cambio químico, y por lo tanto más colisiones tienen la energía suficiente para que ocurra la reacción. La velocidad de reacción por lo tanto también se incrementa.

La teoría de las colisiones está cercanamente relacionada con la cinética química..

TEORIA DE COLISIONES

Energía de activación: La energía de activación (  ) en química y biología es la energía que necesita un sistema antes de poder iniciar un determinado proceso. La energía de activación suele utilizarse para denominar la energía mínima necesaria para que se produzca una reacción química dada. Para que ocurra una reacción entre dos moléculas, éstas deben colisionar en la orientación correcta y poseer una cantidad de energía mínima. A medida que las moléculas se aproximan, sus nubes de electrones se repelen. Esto requiere energía (energía de activación) y proviene del calor del sistema, es decir de la energía trasnacional, vibraciones, etcétera de cada molécula . Si la energía es suficiente, se vence la repulsión y las moléculas se aproximan lo suficiente para que se produzca una reordenación de los enlaces de las moléculas. La ecuación de Arrhenius proporciona la base cuantitativa de la relación entre la energía de activación y la velocidad a la que se produce la reacción. El estudio de las velocidades de reacción se denomina cinética química.

Efecto de la temperaturaEs la única variable que, además de influir en el equilibrio, modifica el valor de su constante.

Si una vez alcanzado el equilibrio se aumenta la temperatura, el sistema se opone a ese aumento de energía calorífica desplazándose en el sentido que absorba calor; es decir, hacia el sentido que marca la reacción endotérmica.

Efecto de la presiónSi aumenta la presión la reacción se desplazará hacia donde exista menor número de moles

gaseosos, para así contrarrestar el efecto de disminución de volumen, y viceversa.

Lógicamente, en el caso de que las cantidades de moles gaseosos sean iguales para cada lado de la ecuación, no se producirán cambios, es decir que el equilibro no se desplazará. También se puede aumentar la presión del sistema sin afectar el equilibrio agregando un gas noble.

• Factores que afectan el estado de equilibrio de una reacción de concentración

Depende de muchos factores, algunos propios de los reactantes que participan en la reacción y otros de factores externos como la presión, temperatura, etc. Además existen muchos tipos de reacciones químicas y cada una de ellas se desarrollan en formas diferentes influenciadas por los factores anteriormente nombrados. 

• Condiciones en las que se efectúan las reacciones químicas

Los fertilizantes inorgánicos son productos que proporcionan nutrientes esenciales para las plantas, principalmente nitrógeno, fósforo y potasio, y que se obtienen a partir de materias primas procedentes de la propia naturaleza.

Pero debemos tener en cuenta que algunos de ellos pueden dañar el suelo, y no es tanto que debamos prescindir de ellos si no que poco a poco será algo muy necesario ya que la población crece mas día a día y llegara un punto en el que no quede de otra mas que seguir usándolos.

4)¿Debemos prescindir de los fertilizantes?

http:/eneralinfo/pdf/p17-15.pdfhttp://www.ecogestos.com/fertilizantes-organicos-beneficios-productivos-y-ecologicos/

http://www.jardineriadigital.com/accsesorios/abonos-inorganicos.php

http://www.mitecnologico.com/Main/EnergiaDeIonizacion

http://quimica.laguia2000.com/general/energia-de-disociacion-de-enlace

http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_reacci%C3%B3n#Factores_que_afectan_la_velocidad_de_reacci.C3.B3n

http://quimica.laguia2000.com/reacciones-quimicas/teoria-de-las-colisiones