Industria química para niños
La industria química es como una gran fábrica que toma materiales de la naturaleza o creados por el ser humano y los transforma en nuevas sustancias. Estas nuevas sustancias tienen propiedades diferentes a las originales y sirven para muchas cosas que usamos en nuestra vida diaria, ¡mejorando nuestra calidad de vida!
El objetivo principal de esta industria es crear productos de buena calidad al menor costo posible, y siempre buscando causar el menor daño al medio ambiente.
Las materias primas son los materiales que se sacan de la naturaleza para fabricar productos. Pueden ser de origen animal, vegetal o mineral.
Existen dos tipos principales de industrias químicas:
- Industria química de base: Utilizan materias primas básicas para crear productos intermedios. Estos productos pueden ser usados como materia prima por otras industrias.
- Industrias químicas de transformación: Usan los productos de las industrias de base para crear cosas que usamos directamente. Aquí se incluyen muchas industrias especializadas, como las que fabrican medicamentos, fertilizantes o colorantes.
Un producto muy importante que se obtiene gracias a la química industrial es el plástico, que se fabrica mediante un proceso llamado síntesis.
Contenido
Historia de la Industria Química
Aunque las personas han fabricado y usado productos químicos desde hace mucho tiempo, la industria química moderna, que produce grandes cantidades de sustancias, nació con la Revolución Industrial.
La Revolución Industrial y la Química
Uno de los primeros productos químicos que se empezó a fabricar en grandes cantidades fue el ácido sulfúrico. En 1736, un farmacéutico llamado Joshua Ward encontró una forma de producirlo calentando salitre, lo que permitía que el azufre se combinara con agua. Fue la primera vez que se produjo ácido sulfúrico a gran escala. Más tarde, en 1749, John Roebuck y Samuel Garbett abrieron una fábrica en Escocia que usaba cámaras de plomo para hacer este ácido.
A principios del siglo XVIII, para blanquear telas se usaban métodos lentos como la orina o la leche agria, y se exponían al sol. El ácido sulfúrico y la cal empezaron a usarse como blanqueadores más eficientes. Pero fue el descubrimiento del polvo blanqueador por Charles Tennant lo que impulsó la creación de la primera gran empresa química. Su polvo se hacía reaccionando cloro con cal y era muy económico. Abrió una fábrica en Glasgow, y la producción creció muchísimo en pocos años.
La ceniza de sosa se usaba desde la antigüedad para hacer vidrio, textiles, jabón y papel. En el siglo XVIII, la forma tradicional de obtenerla de la ceniza de madera se estaba volviendo muy cara. La Academia de Ciencias de Francia ofreció un premio por un método para producirla a partir de sal marina (cloruro de sodio). Nicolas Leblanc patentó un proceso en 1791, pero no recibió el premio por la Revolución Francesa.
Sin embargo, en Gran Bretaña, el proceso Leblanc tuvo mucho éxito. Las fábricas de James Muspratt en Liverpool y Charles Tennant cerca de Glasgow se convirtieron en los centros de producción química más grandes del mundo. Para 1870, Gran Bretaña producía más sosa que todas las demás naciones juntas.
Estas grandes fábricas empezaron a producir una mayor variedad de productos químicos. Al principio, la producción de sosa generaba muchos residuos que contaminaban el medio ambiente. Esto llevó a que en 1863 se aprobara una de las primeras leyes ambientales, que multaba a las fábricas que contaminaban demasiado. Pronto se encontraron formas de usar esos residuos para crear otros productos útiles.
El proceso Solvay fue desarrollado por el químico belga Ernest Solvay en 1861. Este nuevo proceso era más económico y menos contaminante que el método Leblanc, y su uso se extendió rápidamente. Ludwig Mond visitó a Solvay para obtener los derechos de su proceso y, junto con John Brunner, fundó la empresa Brunner, Mond & Co. en Inglaterra. Mond hizo mejoras importantes al proceso Solvay, lo que lo hizo un gran éxito comercial.
La fabricación de productos químicos a partir de combustibles fósiles comenzó a gran escala a principios del siglo XIX. Los residuos del alquitrán de hulla y el líquido amoniacal de la fabricación de gas para iluminación se empezaron a procesar para producir nafta, aceite de brea (más tarde llamado creosota), brea y sal amoniacal (cloruro de amonio). Más tarde se añadieron a la producción sulfato de amonio (usado en fertilizantes) y otros productos.
Crecimiento y Desarrollo
A finales del siglo XIX, la producción y la variedad de productos químicos aumentaron enormemente. También surgieron grandes industrias químicas en Alemania y luego en Estados Unidos.
Sir John Lawes fue pionero en la producción de fertilizantes artificiales para la agricultura. En la década de 1840, estableció grandes fábricas cerca de Londres para producir superfosfato de cal. Los procesos para la vulcanización del caucho fueron patentados por Charles Goodyear en Estados Unidos y Thomas Hancock en Inglaterra en la misma década. El primer tinte sintético fue descubierto por William Henry Perkin en Londres. Él transformó la anilina en una mezcla que producía un color púrpura intenso. También creó los primeros perfumes sintéticos. Sin embargo, la industria alemana rápidamente dominó el campo de los tintes sintéticos. Empresas como BASF, Bayer y Hoechst producían cientos de tintes diferentes y, para 1913, la industria alemana fabricaba casi el 90% de los tintes del mundo. En Estados Unidos, el uso de la electroquímica por Herbert Henry Dow para producir químicos a partir de salmuera fue un éxito comercial que impulsó la industria química del país.
La industria petroquímica tiene sus raíces en las plantas de petróleo de James Young en Escocia y Abraham Pineo Gesner en Canadá. El primer plástico fue inventado por Alexander Parkes, un metalúrgico inglés. En 1856, patentó Parkesine, un celuloide hecho de nitrocelulosa. Este material, que se mostró en una exposición en Londres en 1862, ya mostraba muchos de los usos modernos de los plásticos. La producción industrial de jabón a partir de aceites vegetales fue iniciada por William Lever y su hermano James en 1885 en Lancashire, usando un proceso químico moderno.
En la década de 1920, las empresas químicas se unieron para formar grandes grupos, como IG Farben en Alemania, Rhône-Poulenc en Francia e Imperial Chemical Industries en Gran Bretaña. Dupont se convirtió en una empresa química muy importante en Estados Unidos a principios del siglo XX.
Productos de la Industria Química
Los polímeros y plásticos, como el polietileno, polipropileno, cloruro de polivinilo, tereftalato de polietileno, poliestireno y policarbonato, representan aproximadamente el 80% de la producción mundial de la industria. Estos materiales se usan para fabricar productos como tubos de fluoropolímero que transportan sustancias muy corrosivas.
Los productos químicos se usan en muchos bienes de consumo y en otros sectores como la fabricación, la construcción y los servicios agrícolas. Los principales clientes industriales son las industrias de caucho y plásticos, textiles, confecciones, refinado de petróleo, pulpa y papel, y metales. La industria química es un negocio global muy grande, y las empresas de la Unión Europea y Estados Unidos son los mayores productores del mundo.
Las ventas de productos químicos se pueden dividir en varias categorías: productos químicos básicos (alrededor del 35-37% de la producción), ciencias de la vida (30%), productos químicos especiales (20-25%) y productos de consumo (alrededor del 10%).
Productos Químicos Básicos
Los productos químicos básicos son una categoría amplia que incluye polímeros, productos petroquímicos a granel, productos intermedios, otros derivados industriales, productos químicos inorgánicos y fertilizantes.
Los polímeros son el segmento que genera más ingresos e incluyen todos los tipos de plásticos y fibras sintéticas. Los principales usos de los plásticos son los envases, la construcción de viviendas, contenedores, electrodomésticos, tuberías, transporte, juguetes y juegos.
- El polietileno (PE), el polímero más producido, se usa principalmente en películas para envases y en otros productos como botellas de leche, recipientes y tuberías.
- El cloruro de polivinilo (PVC), otro producto muy producido, se usa principalmente para fabricar tuberías para la construcción, así como revestimientos y, en menor medida, materiales de transporte y embalaje.
- El polipropileno (PP), similar en volumen al PVC, se usa en mercados que van desde envases, electrodomésticos y contenedores hasta ropa y alfombras.
- El poliestireno (PS), otro plástico de gran volumen, se usa principalmente para electrodomésticos y embalajes, así como para juguetes y actividades recreativas.
- Las principales fibras artificiales incluyen poliéster, nailon, polipropileno y acrílicos, que se usan en ropa, muebles para el hogar y otros usos industriales y de consumo.
- Las materias primas principales para los polímeros son productos petroquímicos a granel como el etileno, propileno y benceno.
Los productos petroquímicos y químicos intermedios se fabrican principalmente a partir de gas licuado de petróleo (GLP), gas natural y partes del petróleo crudo. Algunos productos de gran volumen son el etileno, propileno, benceno, tolueno, xilenos, metanol, monómero de cloruro de vinilo (VCM), etanol, estireno, ácido acrílico, butadieno y óxido de etileno. Estos productos químicos básicos son los materiales de partida para fabricar muchos polímeros y otros productos químicos orgánicos más complejos, especialmente los que se usan en la categoría de productos químicos especiales.
Otros derivados e industriales básicos incluyen caucho sintético, tensioactivos, tintes y pigmentos, trementina, resinas y negro de humo.
Los productos químicos inorgánicos (alrededor del 12% de los ingresos) son la categoría más antigua de productos químicos. Incluyen sal, cloro, sosa cáustica, carbonato de sodio, ácidos (como ácido nítrico, ácido fosfórico y ácido sulfúrico), dióxido de titanio y peróxido de hidrógeno.
Los fertilizantes son la categoría más pequeña (alrededor del 6%) e incluyen fosfatos, amoníaco y productos químicos de potasa.
Ciencias de la Vida
Las ciencias de la vida (alrededor del 30% de los ingresos de la química) incluyen sustancias químicas y biológicas especializadas, productos farmacéuticos (medicamentos), diagnósticos, productos para la salud animal y vitaminas. Aunque son mucho menores en volumen que otros sectores químicos, sus productos suelen tener precios muy altos y requieren mucha investigación y desarrollo. Los productos de ciencias de la vida se fabrican con especificaciones muy estrictas y son supervisados de cerca por agencias gubernamentales.
Productos Químicos Especiales
Los productos químicos especializados son una categoría de productos químicos de alto valor y rápido crecimiento, con mercados muy diversos. Suelen ser innovadores y se venden por lo que pueden hacer, más que por los químicos que contienen. Incluyen productos químicos electrónicos, gases industriales, adhesivos y selladores, así como revestimientos, productos de limpieza industriales y catalizadores. En 2012, el mercado global de productos químicos especializados se dividía en pinturas, revestimientos y tratamientos de superficies (33%), polímeros avanzados (27%), adhesivos y selladores (14%), aditivos (13%) y pigmentos y tintas (13%).
Los productos químicos especiales se venden por su efecto o rendimiento. A veces son mezclas, a diferencia de los "productos químicos finos", que casi siempre son productos de una sola molécula.
Productos de Consumo
Los productos de consumo incluyen la venta directa de productos químicos como jabones, detergentes y cosméticos.
Los consumidores rara vez tienen contacto directo con los productos químicos básicos, pero los polímeros y los productos químicos especiales están por todas partes en nuestra vida diaria: en plásticos, productos de limpieza, cosméticos, pinturas, aparatos electrónicos, automóviles y los materiales con los que se construyen nuestras casas. Las empresas químicas venden estos productos especiales a otras industrias que luego los usan para fabricar los productos finales. Algunos ejemplos son polímeros especiales, productos químicos electrónicos, tensioactivos, productos químicos para la construcción, limpiadores industriales, aromas y fragancias, revestimientos especiales, tintas de impresión, aditivos alimentarios, productos químicos para papel, adhesivos y selladores, productos químicos cosméticos y catalizadores. Las empresas químicas rara vez venden estos productos directamente al consumidor.
Cada año, el American Chemistry Council registra el volumen de producción de las 100 sustancias químicas más importantes en Estados Unidos. En el año 2000, el volumen total de producción de los 100 principales productos químicos fue de 502 millones de toneladas. Los productos químicos inorgánicos suelen ser los de mayor volumen, aunque generan menos ingresos debido a sus precios más bajos. Los 11 productos químicos más importantes en el año 2000 fueron: ácido sulfúrico (44 millones de toneladas), nitrógeno (34), etileno (28), oxígeno (27), cal (22), amoníaco (17), propileno (16), polietileno (15), cloro (13), ácido fosfórico (13) y fosfatos de diamonio (12).
Galería de imágenes
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Refinería en Luisiana
Véase también
En inglés: Chemical industry Facts for Kids
