tema nitración

8/19/2019 Tema Nitración

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

NITRACIÓNLa nitración es una clase general de proceso qu!ico para

la introducción de un grupo nitro en un co!puestoorg"nico# Se trata de la reacción entre un co!puesto

org"nico $ un agente nitrante %por e&e!plo el "cido ntrico'

que introduce un grupo nitro en el (idrocar)uro

produciendo un *ster# La nitración es una de las reacciones

qu!icas co!ercial!ente !"s i!portantes#

TIPOS DE NITRACIÓN:

De acuerdo a la estructura qu!ica del producto nitrado+ lanitración puede clasi,carse co!o-

1) C - Nitración

Donde un grupo nitro %NO./ ' es ganado por un "to!o decar)ono co!o se !uestra#

2) O - Nitración

Resultando la 0or!ación de un nitrato#

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3) N - Nitración

Es el producto de la sustitución de un "to!o de (idrógenopor un grupo nitro produciendo nitroa!inas co!o en el

e&e!plo#

En cada uno de los e&e!plos indicados+ un grupo nitroree!pla5a a un "to!o de (idrógeno# Sin e!)argo el gruponitro puede ree!pla5ar a otros "to!os o grupos de "to!os+la reacción de Vctor 6e$er es un e&e!plo tpico+ donde un"to!o (alógeno %especial!ente )ro!o o iodo' esree!pla5ado por un grupo nitro usando nitrito de plata %o

nitrito de sodio'#

La O7nitración para dar nitratos $ N7nitración para darnitroa!inas son de !uc(o !enor i!portancia co!ercialpara los co!puestos aro!"ticos que la C7Nitración#

Los co!puestos nitrados pueden ser producidos pordeter!inadas reacciones de adición co!o- "cido ntrico+ o

)ió8ido de nitrógeno con co!puestos org"nicos nosaturados# 1or e&e!plo- Ole,nas o Acetilenos#

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II.- FACTORES QUE INFLUYEN EN LA NITRACIÓN:

• Temperatura

La te!peratura no tiene una in9uencia directa so)re laorientación de los grupos 7NO.+ sin e!)argo+ in9u$enota)le!ente en la pure5a del producto de reacción# Alele:ar la te!peratura se au!enta el grado de nitración#Cuando se (an de nitrar co!puestos 0"cil!ente o8ida)as+es !u$ i!portante !antener la te!peratura lo

su,ciente!ente )a&a para e:itar o8idaciones# En losco!puestos aro!"ticos la te!peratura inter:iene en lao8idación del nitrógeno#

• Agitaci!

La reacción de nitración puede :eri,carse en 0ase "cidaco!o en 0ase org"nica# 1or e!ulsión puede conseguirse

que cada 0ase est* sie!pre saturada de la otra $+ en estascondiciones+ la :elocidad de reacción en cada 0ase esconstante+ aunque en la 0ase "cida es :arias :eces !a$orque en la 0ase org"nica# La :elocidad de reacción decrecer"pida!ente cuando la super,cie de contacto entre las0ases se reduce#

• S"#u$i#i%a%

Este 0actor nos indica la solu)ilidad de los nitroderi:ados enel "cido sul0;rico# A !edida que au!enta la te!peraturacrece la solu)ilidad< *sta dis!inu$e con la dilución del"cido# 1uesto que los nitroderi:ados se disuel:en !e&or enel "cido sul0;rico !"s concentrado+ e!pleando !e5classul0ontricas con gran concentración de =.S>? se podr"llegar antes a un deter!inado grado de nitración#

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http://www.ecured.cu/Temperaturahttp://www.ecured.cu/Oxidaci%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/Solubilidadhttp://www.ecured.cu/Oxidaci%C3%B3nhttp://www.ecured.cu/Solubilidadhttp://www.ecured.cu/Temperatura


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I.- A&ENTES DE PROCESO:

La elección del agente %sustancia que nos genera el grupo

nitro' nitrante $ la t*cnica de nitración se deter!inan por

0actores co!o la constitución qu!ica $ propiedades 0sicasdel co!puesto org"nico a nitrar $ las caractersticas

econó!icas del proceso#

Los agente nitrantes son co!ple&os $a que poseen :alencia

residual !u$ pronunciada+ es decir+ aceptan electrones por

nitrógeno $ electrones co!partidos por los "to!os de

o8geno+ en la esta)ili5ación despu*s de la nitración se

separa un "cido+ que contiene el grupo NO. 0or!ando parte

del co!ple&o l")il acti:o# Un co!puesto l")il es aqu*l que

se puede trans0or!ar en otro co!puesto de !a$or

esta)ilidad#

Algunos agentes son los siguientes-

• 3cido ntrico#

• 6e5clas nitrantes+ por e&e!plo+ "cido ntrico !e5clado

con un agente des(idratante co!o el óleu!+ "cido

sul0;rico+ an(drido ac*tico+ pentó8ido de 0ós0oro#

• Nitratos alcalinos en presencia de "cido sul0;rico#

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• Nitratos org"nicos co!o nitratos de acetilo de)en5oilo#

• Nitratos !et"licos con "cido ac*tico#

• Tetró8ido de nitrógeno#

• An(drido ntrico#

• Dió8ido de nitrógeno#

'CIDO N(TRICO:

El !*todo industrial !"s i!portarte para producirlo es el

proceso Ostald+ con am"!iac" $ ")*ge!" !olecular+ $ se

calienta en presencia del cata#i+a%"r p#ati!" - ra%i" a

B>>C# El "cido ntrico es un agente de nitración d*)il

puesto que su constitución se altera durante el proceso por

la presencia del agua producida# 1ara superar esto es

necesario recurrir a procedi!ientos de separación del agua

resultante en la nitración+ a ,n de !antener una

concentración relati:a!ente constante $ satis0actoria de=NO@ o e!plear un e8ceso de "cido ntrico#

El "cido ntrico no e8iste co!o #*,ui%" puro porque en

reposo se desco!pone en-

4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2

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http://www.ecured.cu/Amoniacohttp://www.ecured.cu/Ox%C3%ADgenohttp://www.ecured.cu/Catalizadorhttp://www.ecured.cu/Platinohttp://www.ecured.cu/Radiohttp://www.ecured.cu/L%C3%ADquidohttp://www.ecured.cu/Amoniacohttp://www.ecured.cu/Ox%C3%ADgenohttp://www.ecured.cu/Catalizadorhttp://www.ecured.cu/Platinohttp://www.ecured.cu/Radiohttp://www.ecured.cu/L%C3%ADquido


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La reacci! ge!era#i+a%a %e !itraci! c"! ci%"

!*tric" e:

R - H + HNO3 → R - NO2 + H2O

El "cido ntrico necesario para la nitración puede preparase

a( !is!o !e5clando nitratos alcalinos $ ci%" u#/0ric"#

NaNO3 + NaHSO4 → HNO3 + Na2SO4

1E2CLAS NITRANTES DE 'CIDO SULF3RICO:

Las !e5clas nitrantes est"n 0or!adas por la sustancia anitrar+ el agente nitrante $ un agente des(idratante para

eli!inar el agua# La !a$or :enta&a es que las !e5classul0ontricas atan sólo ligera!ente los depósitos $ aparatosde nitración#

La nitración se reali5a con el an(drido !i8to =OSO. 7 O 7NO. que se o)tiene as-

HONO2 + H2SO4 → HOSO2 - O - NO2 + H2O


http://www.ecured.cu/%C3%81cido_sulf%C3%BAricohttp://www.ecured.cu/%C3%81cido_sulf%C3%BArico


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La reacci! ge!era#i+a%a %e !itraci! c"! e# ci%"!itr"u#/0ric" e:

HOSO2 - O - NO2 + RH → R - NO2 + H2SO4

NITRATOS ALCALINOS Y 'CIDO SULF3RICO:

El "cido ntrico necesario para la nitración se o)tiene de!e5clar un nitrato alcalino $ "cido sul0;rico co!o se :io enla o)tención del =NO@anterior!ente# Se utili5a co!o agentela sal alcalina siendo el puente el "cido sul0;rico que atacaal !etal para regenerarse#

NITRATOS OR&'NICOS 4NITRATO DE ACETILO DE5EN2OILO6:

El an(drido ac*tico $ el ntrico se co!)inan para 0or!a

nitrato de acetilo-

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http://www.ecured.cu/Salhttp://www.ecured.cu/Metalhttp://www.ecured.cu/Salhttp://www.ecured.cu/Metal


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C=@ 7 CO NO.O / O.C=@ G COO 7 NO. G C=@ 7 CO NO.

%Nitrato de acetilo'

Donde lo que se nitra es el an(drido ac*tico+ que sir:e depuente+ siendo el C=@ 7 CO el agente des(idratante $ elagente nitrante el NO.#

NITRATOS 1ET'LICOS:

Sir:en co!o agentes nitrantes algunos !et"licos disueltosen an(drido ac*tico co!o los nitratos c;prico+ 0*rrico $de alu!inio# Cuando se (acen reaccionar a!inas se o)tienesu acetilación $ su nitración#

M - (NO2)3 + 3R - H 3R → NO2 + M3H

%Nitrato !et"lico' %=idruro'

Se utili5an !etales de las 0a!ilias I+ II $ III#

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http://www.ecured.cu/Aluminiohttp://www.ecured.cu/Aluminio


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TETRÓ7IDO DE NITRÓ&ENO 4N8O96:

El tetr)i%" %e !itrge!" !uestra una pequeHareacti:idad con el )enceno+ cloro)enceno $ el tolueno# Con

*ste agente se da la unión de dos grupos nitro# La reaccióngenerali5ada es-

R - H + NO2 - NO2 → R - NO2 + HNO2

El "cido nitroso o)tenido es un reductor que se de)e o8idarpara dar "cido ntrico $ de)e !ane&arse con precauciónpara que no reaccione con el producto nitrado#

AN(DRIDO N(TRICO:Es uno de los agentes !"s :igorosos#

La reacción generali5ada es-

N2O5 + R - H → R - NO2 + HNO3

DIÓ7IDO DE NITRÓ&ENO:

Se utili5a para la nitración cataltica de las para;!a#

La nitración 0otoqu!ica con NO. con el )enceno $nitro)enceno en 0ase lquida o :apor da lugar a la 0or!aciónde nitro)enceno $ dinitro)enceno respecti:a!ente# ElNO. es un gas a!arillento su!a!ente tó8ico con olor

so0ocante#

Cu + 4HNO3 Cu → (NO3)2 + 2H2O + 2NO2

La reacción generali5ada es-

R - H + 2NO2 → R - NO2 + HNO2


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LU2 4'CIDO NITROSO6:

La lu5 e!pleada es general!ente lu5 ultra:ioleta# steproceso es peligroso con co!puestos aro!"ticos porque sepuede llegar a dar una polinitración#

III.- CONSIDERACIONES TER1ODIN'1ICAS:

El proceso de nitración es alta!ente e8ot*r!ico+entregando al !edio !"s de @> Kcal !ol# El calor dereacción+ no o)stante+ :ara con el (idrocar)uro a nitrar# Lareacción de nitración es sie!pre 0uerte!ente e8ot*r!ica+co!o se e&e!pli,ca en la !ononitración de )enceno %= M 744F J !ol' $ na0taleno %= M 7 .> J !ol'+ $ espro)a)le!ente la unidad de proceso !"s potencial!ente

peligrosa operada industrial!ente# Esto se de)e0unda!ental!ente al calor generado+ lo que puededesencadenar el poder de "cido ntrico para degradar!ateriales org"nicos e8ot*r!ica!ente a productosgaseosos con :iolencia e8plosi:a# Co!puestos nitroarilo+especial!ente aquellos con !"s de un grupo nitro+ sonpotencial!ente peligrosos de)ido a sus !u$ altoscontenidos de o8geno# Algunos co!puestos polinitro %por

e&e!plo+ trinitrotolueno $ "cido pcrico' son detona)les $tienen una larga (istoria de uso co!o e8plosi:os# Un peligro!enos pu)licitado con co!puestos nitroaro!"ticos esocasionada por las :iolentas reacciones de desco!posiciónque pueden ocurrir al calentar con un "lcali#

El !ecanis!o de nitración depende de los reacti:os $ lascondiciones de operación#

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Los productos principales o)tenidos por nitración son-deri:ados de celulosa+ e8plosi:os+ nitro)enceno+nitrotolueno+ nitro0uranos+ nitropara,nas+ nitro0enoles+

nitrocelulosa+ etc#

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Se e!plean reactores que est"n co!parti!entados en seriecon un e,ciente agitador en cada uno+ tal proceso es parael TNT o la Nitroglicerina#

Otros poseen un tu)o principal $ . laterales< la e!ulsión esreciclada !uc(as :eces por el pri!ero con grandes 5onasde trans0erencia de calor#

La recirculación ocurre !ediante una )o!)a en el 0ondo decada tu)o lateral+ que a la :e5 pro:ee la agitación $ !e5clade los reacti:os#


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