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En esta oportunidad vamos ha hablar acerca del amoniaco detrás de la mayor innovación del siglo XX, el amoniaco es un producto de limpieza y también se utiliza en la fabricación de fertilizantes y aunque el amoniaco es imprescindible en nuestra sociedad, los científicos no saben como evitar sus consecuencias negativas en el medio ambiente. a continuación conoceremos mas sobre este tema tan interesante.

EL AMONIACO ESTÁ DETRÁS DE LA MAYOR INNOVACIÓN DEL SIGLO XX

Cuando durante el verano de 1909 el químico alemán Fritz Haber consiguió sintetizar amoniaco (partir de nitrógeno el gas más abundante de la atmósfera e hidrógeno, poco podía imaginar la enorme trascendencia de su descubrimiento. Años más tarde su compatriota Carl Bosch logró producir esta sustancia a escala industrial con la ayuda de catalizadores y reactores de alta presión. 

Haber y Bosch, además de recibir el premio Nobel por sus investigaciones, dieron nombre al proceso de producción del amoniaco que no ha dejado de utilizarse desde entonces. De hecho, el proceso de Haber-Bosch es la innovación más significativa del siglo XX. 

Una gran paradoja 

Pero a pesar de su importancia, en el empleo masivo de los fertilizantes nitrogenados se produce una gran paradoja. Por una parte, son imprescindibles para asegurar la gran cantidad de alimentos que consumimos tanto nosotros como el ganado, y por otra, tienen un impacto negativo sobre el medio ambiente.

El motivo es que el aprovechamiento real del nitrógeno que se emplea en la síntesis industrial de fertilizantes es muy reducido, y por tanto, gran parte acaba provocando eutrofización de las aguas, pérdida de biodiversidad y alterando de forma negativa el balance atmosférico. 

Propuesta didáctica

1. Señala cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas y cuáles falsas teniendo en cuenta lo que se dice en el texto sobre el amoniaco:

1. El amoniaco es un producto esencial en la limpieza de los fertilizantes.	v	F
2. Los fertilizantes son importantes para la producción a gran escala de alimentos.	v	F
3. El amoniaco se sintetiza a partir del hidrógeno, el oxígeno y el carbono.	v	F
4. El amoniaco es el gas más abundante en la atmósfera	v	F
5. Fritz Haber descubrió el amoniaco atmosférico.	v	F
6. Con la ayuda de catalizadores y reactores de alta presión Carl Bosch logró producir amoniaco a escala industrial	v	F
7. Haber y Bosch recibieron el premio Nobel por sus investigaciones	v	F
8. Según algunos investigadores, la síntesis y producción de amoniaco sería la mayor innovación del siglo XX porque cumple los tres requerimientos: adquisición y generación de conocimiento, producción industrial y comercialización.	v	F
9. Los efectos negativos para el medio ambiente de la producción de amoniaco aún no han sido resueltos.	v		F
10. En la innovación la relación entre conocimiento, producción y comercialización es lineal, no cíclica.	v		F

2. Busca información sobre los siguientes conceptos: nitrógeno, amoniaco, fertilizantes

NITRÓGENO: Elemento químico, símbolo N, número atómico 7, peso atómico 14.0067; es un gas en condiciones normales. El nitrógeno molecular es el principal constituyente de la atmósfera ( 78% por volumen de aire seco). Esta concentración es resultado del balance entre la fijación del nitrógeno atmosférico por acción bacteriana, eléctrica (relámpagos) y química (industrial) y su liberación a través de la descomposición de materias orgánicas por bacterias o por combustión. En estado combinado, el nitrógeno se presenta en diversas formas. Es constituyente de todas las proteínas (vegetales y animales), así como también de muchos materiales orgánicos. Su principal fuente mineral es el nitrato de sodio.

AMONIACO: El amoniaco, también llamado gas de amonio o formulado como trihidruro de nitrógeno, es un compuesto químico. Tiene un olor muy fuerte y desagradable y se encuentra habitualmente en forma de gas incoloro. Disolviéndolo en agua, a través de un procedimiento, se obtiene amoniaco en estado líquido. Es este el que podemos encontrarnos en diferentes formatos y de esta forma se comercializa para usos domésticos.

FERTILIZANTES: Los fertilizantes son sustancias ricas en nutrientes que se utilizan para mejorar las características del suelo para un mayor desarrollo de los cultivos agrícolas, existen tres tipos de fertilizantes: químicos, orgánicos e inorgánicos. Dentro de los beneficios del uso de fertilizantes en la agricultura encontramos que proveen los nutrientes que le hacen falta a la tierra o sustratos, mejoran el rendimiento de los cultivos y permiten tener una mayor producción agrícola.

3. ¿Qué es el amoniaco como sustancia química? ¿Qué elementos lo componen? ¿Qué propiedades tiene?

El amoniaco es una sustancia química corrosiva en forma de gas se produce de forma natural mediante la descomposición de la materia orgánica, pero se produce a gran escala de forma industrial. Además de su labor como fuente de nitrógeno esencial para los animales y las plantas "en el proceso de síntesis de material genético y proteínas", así como en el "mantenimiento del equilibrio ácido-base en los tejidos de mamíferos", el amoniaco también se utiliza para fabricar abono, plásticos, fibras sintéticas, sales aromáticas y explosivos, entre otros.

Los elementos que lo componen:  Este proceso consiste en la reacción de nitrógeno e hidrógeno en forma gaseosa. El nitrógeno proviene de la atmósfera mientras que el hidrógeno viene del gas natural.

su formula seria: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

Sus propiedades: 

Estado Físico: Gas comprimido licuado

Color: Incoloro

Olor: Olor característico, pungente, sofocante, irritante.

Fórmula: NH3

Masa Molar: 17,04 g/mol

Ph: Alcalino

Temperaturas específicas:

Punto de Ebullición: -33,35 ºC

Punto de Fusión: -77,73 ºC

Temperatura de descomposición: Por encima de 450ºC

Temperatura de auto ignición: 650 ºC a 1 atm

Temperatura de inflamación: No aplicable

Limites de explosividad:

Inferior: 16%

Superior: 25%

Masa volmínica: 0,682 g/cm3 (líquido a -33,4ºC)

Densidad relativa de vapor: (a –33,5ºC e 1 atm) 0,5963

Masa Específica: 0,771 kg/m3 a 0 ºC e 1 atm

Presión de vapor: (23,9 º C) 9,560 atm

Solubilidad en agua: Soluble con liberación de vapor

Tasa de Evaporación: Elevada

Entalpía de formación: -46,1 KJ/mol (gaseoso, a 25ºC)

4. En el reportaje se habla de dos investigadores alemanes que hace ya más de un siglo consiguieron sintetizar y producir amoniaco a escala industrial. Busca infomación sobre ellos y describe cuáles fueron sus principales aportaciones.

Fritz Haber

Nació el 9 de diciembre de 1868, y fallecido en Basilea (Suiza) el 29 de enero de 1934. Fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 1918, por haber conseguido realizar, en su laboratorio, la síntesis del amoníaco.

Pero el lugar de Haber en la historia es objeto de controversia pues también es considerado como el "padre de la guerra química" por su trabajo con el cloro y otros gases venenosos utilizados como armas devastadoras durante la Primera Guerra Mundial. Además, el proceso Haber-Bosch que pareció una panacea cuando lo que apremiaba era alimentar a la población mundial, es altamente contaminante y la demanda actual de fertilizantes está creando una crisis de sostenibilidad ambiental.

Principales aportaciones

Trabajó en el electrodo de vidrio, logró encontrar una solución para la combustión en laboratorio del monóxido de carbono y el hidrógeno, y realizó el estudio que más tarde tuvo como nombre la “llama Bunsen” y que condujo a un método químico para determinar las temperaturas de la llama.

En 1905 publicó su libro sobre termodinámica de las reacciones a gases térmicos. Fue allí cuando registró la producción de pequeñas cantidades de amoniaco a través de nitrógeno e hidrógeno expuesto a altas temperaturas con hierro como catalizador. Este trabajo sería el que le daría el Nobel varios años más tarde.

En abril de 1915 viajó a Ypres para supervisar el primer uso de gas dicloro, lo que potenció la llamada “guerra de trincheras” y desarrolló las máscaras de gas con filtros absorbentes.

 Carl Bosch

Químico e ingeniero alemán cuyas aportaciones contribuyeron al notable empuje que experimentó la industria química en la segunda fase de la revolución industrial.

Tras ejercer como profesor en la Universidad de Heidelberg, ingresó en 1899 en la compañía Badische Anilin und Soda Fabrik, de la que llegó a ser director en 1914. Fue nombrado presidente en 1925 de la I.G. Farbenindustrie, importantísimo consorcio de empresas químicas alemanas, del que luego fue director general.

Carl Bosch recibió el Nobel de Química en 1931.

Principales aportaciones

Desde 1908 hasta 1913 desarrolló el llamado proceso Haber-Bosch de síntesis del amoníaco a partir de hidrógeno y nitrógeno sometidos a altas presiones. Este método permitió emplear gas amoniaco en la fabricación de los abonos artificiales, que tanta influencia habrían de tener en el desarrollo de la agricultura en todo el mundo.

También mejoró sensiblemente el procedimiento de licuefacción del carbón inventado por Friedrich Bergius.