Proceso químico: principios, tipos, ejemplos
Un proceso químico es un método o procedimiento para cambiar uno o más compuestos químicos. Puede ocurrir por su propia energía o realizarse gracias a una fuerza externa. Adicionalmente, puede señalarse que el proceso químico está destinado a cambiar la composición de los materiales.
Al contrario, el proceso físico ocurre sin que se altere la composición o identidad de los materiales. Por ejemplo, se puede someter al etanol a destilación, mediante su evaporación y posterior condensación, sin que por ello reaccione o se rompan sus enlaces. El líquido evaporado y destilado continuará siendo etanol.
Las reacciones químicas son el componente principal de los procesos químicos. Ellas son un conjunto de cambios que involucran un intercambio de los átomos de los compuestos que intervienen en las reacciones químicas, lo que produce la desaparición de algunos compuestos y la aparición de otros nuevos.
Un proceso químico puede ocurrir en una o varias etapas, tal como ocurre en la producción de algunos compuestos en la industria. Similarmente en los seres vivos muchos procesos químicos se dan por etapas que se complementan y regularizan entre sí.
Un ejemplo de proceso químico es la digestión de los alimentos, la cual consta de varias etapas que son realizadas en diferentes sitios anatómicos.
Índice del artículo
- 1 Principios elementales de los procesos químicos
- 2 Tipos de procesos químicos
- 3 Ejemplos de procesos químicos
- 4 Referencias
Algunos de los principios elementales para cualquier proceso químico son los siguientes:
Son las sustancias que reaccionarán y se producirán, respectivamente, al final del proceso.
Indica qué tan completa se llevó a cabo la reacción. Un rendimiento del 100% sería lo ideal. La calidad de este valor es relativa, dependiendo de la complejidad del proceso.
Es el recipiente, contenedor, volumen, etc., donde transcurre la reacción química. Por ejemplo, nuestros estómagos podrían considerarse como una especie de reactores biológicos.
Los procesos químicos necesitan de unidades de secado, condensado, mezclado, filtración, entre otros. El propósito de ellos es el de disponer los reactivos en óptimas condiciones, así como el de mejorar la calidad del producto obtenido y purificarlo de residuos y desechos.
Los tipos de procesos químicos están relacionados en su mayoría con una rama de la química llamada fisicoquímica. Esta aborda los procesos químicos, así como su conexión con los procesos físicos. Por lo tanto, en los tipos de procesos químicos no siempre es fácil establecer los límites con los procesos físicos.
Entre los tipos de procesos químicos, tenemos los siguientes:
El proceso químico ocurre a temperatura constante, y además la energía interna del sistema permanece constante.
El proceso químico se realiza en aislamiento, de tal manera que no hay intercambio de calor con el medio circundante. En estas condiciones, la cantidad de calor (entalpía) del sistema permanece constante.
El proceso químico se realiza a presión constante.
El proceso químico se realiza a volumen constante.
“La fuerza” que conduce un proceso químico en una dirección es ligeramente mayor que “la fuerza” que lo conduce en el sentido opuesto. Los reactivos se transforman en productos, y estos a su vez pueden reaccionar entre sí para regenerar los reactivos.
La orientación de un proceso químico está fuertemente dirigida en una dirección, por lo que se requiere de cambios muy grandes en las condiciones en que se realiza el proceso químico para producir su cambio de orientación.
El proceso químico está formado por varios pasos intermedios, al final de los cuales se regresa al estado inicial.
La digestión
Es un proceso fisiológico que engloba numerosas reacciones químicas. El hombre, al igual que otros mamíferos, ingiere sus alimentos y en su cavidad bucal comienza la acción digestiva con la acción de la amilasa salival sobre el almidón.
El bolo alimenticio es trasladado al estómago y allí, debido a su condición ácida, se activa la pepsina: enzima que comienza la digestión de las proteínas. Dicha digestión finaliza en el intestino delgado por la acción de las proteasas pancreáticas. En general, la digestión es un proceso químico realizado dentro de varios órganos.
La respiración
Es un proceso químico que permite el intercambio de dióxido de carbono y oxígeno entre el hombre y su medio ambiente. La hemoglobina llega cargada de dióxido de carbono a los pulmones y allí, lo libera y lo intercambia por oxígeno.
La hemoglobina lleva el oxígeno hacia los diferentes tejidos y en ellos realiza un proceso inverso al realizado en los pulmones: capta el dióxido de carbono y libera el oxígeno.
Coagulación
La coagulación es una actividad natural presente en multitud de seres vivos incluyendo al ser humano. Consiste en un cambio de consistencia de la sangre, de líquido a una especie de gel. Es una respuesta natural del organismo para evitar pérdidas de sangre.
Fermentación
Es un proceso de oxidación incompleta donde un agente reactivo (como la levadura) provoca la proliferación acelerada de microorganismos alimentados normalmente de glucosa para formar otros derivados como hidratos de carbono o alcohol.
Se da de forma natural en los seres vivos, sin embargo su uso a nivel industrial sirve para la creación de numerosos alimentos, sobre todo licores como el vino y la cerveza, y alimentos básicos, como el pan, yogurt, pepinos, pimientos o queso.
Ionización
Este proceso se da cuando al aplicar una carga eléctrica se generan iones que pasan de un conductor a otro para crear artificialmente átomos o moléculas, como el ozono.
Tiene varios usos, como la purificación del agua.
Refinerías petroleras
Son instalaciones donde se realiza un proceso químico. En ellas se trata el petróleo extraído de la tierra para la obtención de muchos productos de gran utilidad para el hombre. Las refinerías petroleras están formadas por un conjunto de unidades, entre ellas las siguientes:
- Unidad de destilacióncruda (CDU): en ella el petróleo crudo es calentado y dividido en varias fracciones.
- Unidad de hidrotratador de nafta: se utiliza para desulfurar la nafta producida en la CDU.
- Unidad de reforma catalítica: es utilizada para la producción de moléculas de alto octanaje mediante el uso de catalizadores.
- Unidad de isomerización: se usa en la conversión de pentano, butano e isobuteno, en moléculas de alto octanaje.
Producción de PVC
La elaboración del PVC es un proceso químico realizado en varias etapas. El PVC es un material plástico de gran aplicación, que requiere como principales materias primas de sal (cloruro de sodio) y del petróleo.
El cloruro de sodio se usa para la obtención electrolítica del cloro, mientras que del petróleo se obtiene el acetileno. El cloro reacciona con el acetileno para formar el dicloruro de vinilo, el cual es convertido a altas temperaturas en el monómero cloruro de vinilo. Este finalmente polimeriza para formar el PVC.
Aleación
En metalurgia, se llama aleación al proceso y al material obtenido con la combinación de un elemento metálico con otro, sea este un metal o no.
Sirve para obtener materiales más fuertes, más resistentes a la corrosión o más apreciables a la vista. El bronce, el acero y el latón son ejemplos de aleaciones.
Fritura de un huevo
Un huevo es un óvulo no fecundado, formado por un líquido translúcido, la clara del huevo; y un líquido amarillo, la yema de huevo. En la clara de huevo están en solución proteínas tales como: ovotransferrina, ovoalbúmina, lisozima, etc.
Cuando se calienta el huevo se produce la coagulación de las proteínas de la clara del huevo. Estas se precipitan e interactúan entre sí para formar una masa blanca compacta. Mientras, en la yema se produce la compactación de las proteínas, lípidos y los ácidos nucleicos presentes en ella.
Blanqueamiento de las ropas
El hipoclorito de sodio es un agente químico muy oxidante, el cual actúa sobre las moléculas de las manchas provocando un cambio químico que reduce su capacidad de captación de las longitudes de onda de la luz, correspondientes a las de los colores.
Esto bloquea la visualización de los colores en la mancha, haciendo que se observe en ella, en su lugar, el blanco.
Corrosión
Es una reacción química del tipo reducción – oxidación, donde un elemento gana electrones mientras otro los pierde (el oxidante) modificando significativamente sus características.
En el caso de los metales la corrosión ocasiona perdida de la dureza, la maleabilidad y la conductividad eléctrica.
Hidrólisis
Proceso mediante el cual se disuelve un ácido o una sal en agua para provocar que el intercambio de aniones y cationes descompongan los elementos.
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