fertilizantes trabajo para entregar terminado
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Universidad Nacional Autónoma de
México
Colegio de Ciencias y Humanidades
Plantel Naucalpan
Fertilizantes: Productos Químicos
EstratégicosElaboro. Kimberly Matamoros García
Jose Luis Martinez Uresti
Omar Reyes Flores
Fertilizantes:
Productos Químicos
Estratégicos
¿Que importancia tiene la industria de los
fertilizantes en México?
*UN FERTILIZANTE ES UNA SUSTANCIA O MEZCLA QUÍMICA NATURAL O SINTÉTICA,
UTILIZADA PARA ENRIQUECER EL SUELO Y CON ESO FAVORECER EL CRECIMIENTO DE
LOS VEGETALES, LAS PLANTAS NO NECESITAN COMPUESTOS COMPLEJOS COMO
PODRÍAN SER LAS VITAMINAS O LOS AMINOÁCIDOS, ESENCIALES EN NUESTRA
NUTRICIÓN, PUES SINTETIZAN TODOS LOS QUE PRECISAN. SIN EMBARGO EXIGEN
UNA SERIE DE ELEMENTOS, (TALES COMO EL NITRÓGENO, EL POTASIO Y EL
FÓSFORO,)QUE DEBEN PRESENTARSE EN UNA FORMA QUÉ LA PLANTA PUEDA
ABSORBER ( A TRAVÉS DE LAS RAÍCES, LAS HOJAS).
Clasificación de los fertilizantes
ORGANICOS
Los abonos orgánicos son
todos aquellos residuos de
origen vegetal y animal de las
que las plantas pueden
obtener importantes
cantidades de nutrimentos, el
suelo con la descomposición
de estos abonos, se ve
enriquecido con carbono
orgánico y mejora sus
características físicas químicas
y biológicas
Los abonos orgánicos muestran las
siguientes ventajas sobre los químicos:
1. Mayor efecto residual.
2. Aumento en la capacidad de retención de
humedad del suelo a través de su efecto
sobre la estructura (granulación y estabilidad
de agregados), porosidad y la densidad
aparente.
3. Reducción de la erosión de los suelos, al
aumentar la resistencia de los agregados a la
dispersión por el impacto de las gotas de
lluvia y al reducir el escurrimiento
superficial.
4. Favorece el desarrollo y las actividades de
las poblaciones de microorganismos en el
suelo
INORGANICOS
Los fertilizantes inorgánicos son los mas conocidos en
el mercado por la gran efectividad que suelen surtir
sobre los cultivos aunque los mismos suelen tener
precios muy elevados para personas comunes o
grandes empresas.
Si bien los fertilizantes orgánicos son más baratos que
los fertilizantes inorgánicos, los orgánicos no suelen
tener en su totalidad o la cantidad necesaria para que
los cultivos crezcan como es deseado por los
productores.
Estas propiedades agregadas en los inorgánicos
ayudan a la producción de los cultivos en gran
cantidad lo cual es muy importante por la oferta
demanda que en estos días en muy vigente entre la
mayoría de las naciones del mundo en donde abunda
el consumismo.
Loa fertilizantes inorgánicos, los cuales son muy
utilizados por los productores, suelen tener junto a las
propiedades benéficas, algunas complicaciones que
no son tenidas en cuenta por los productores. Esto
Importancia de la producción de fertilizantes para
abastecer de alimentos a la creciente población humana
El reconocimiento de la importante contribución de los fertilizantes en el incremento
de las producciones agrícolas, y en consecuencia en la producción de alimentos,
fibras e incluso de energía, contrasta severamente con el carácter negativo de las
informaciones que se vienen vertiendo actualmente sobre la utilización de
fertilizantes en las explotaciones agrarias por parte de amplios sectores de la
opinión pública, e incluso desde algunas entidades públicas y privadas.
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.
• 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.
2) ¿Cómo se sintetizan los fertilizantes
químicos?
Como es la producción de fertilizantes nitrogenados y fosfatados.-Recursos de producción (materias primas sintéticas o naturales)
NITROGENADOS: Nítricos, como el nitrato sódico, nitrato potásico y nitrato cálcico.
Amoniacales, como el sulfato amónico, cloruro amónico, fosfato amónico y amoniaco libre.
Nítricos y amoniacales, como el nitrato amónica y nitro sulfató amónico.
Anódicos, como la cianamida cálcica y la urea.
Proteínicos, procedentes de materia orgánica vegetal o animal.
El fósforo se absorbe por raíces con gusto de energía por parte de la planta. El transporte de fósforo, realizado por el agua del suelo contribuye poco con su absorción. Esta depende básicamente de la extensión, forma y velocidad de crecimiento de sus raíces.
Por ello es muy importante la difusión de este elemento hacia las raíces.
Al consumir el nutriente se crea una merma en la concentración de fósforo que debe ser
satisfecha en forma continua para producir máximos rendimientos. En general es difícil
que esto ocurra, por ello las plantas "sacan" más raíces para llegar a las zonas ricas en
fósforo.
El mantenimiento de esta disponibilidad depende pues de la reconstitución de esta
concentración y de su aprovechamiento por la planta. Esta reconstrucción depende
mucho más de la materia orgánica (presencia de macro y micro poros que facilitan el
crecimiento radicular), de la textura del suelo, del pH y del contenido de calcio que de la
solubilidad en el agua de los abonos fosfatados.
Tipos de reacción: síntesis y neutralización.
a) Reacciones de Síntesis: Dos elementos químicos se combinan para formar un compuesto: A+B
AB
EJEMPLOS:
i) N2 + 3H2 2NH3
ii) 2Ca + O2 2CaO
iii) 2Mg + O2 2MgO
Reacciones de Neutralización: Consisten en la neutralización de un ácido o una base, mediante la
utilización de una base o un ácido, respectivamente: Ácido Base Sal+H2O
EJEMPLOS:
i) HCl + NaOH NaCl + H2O
ii) H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + 2H2O
Definición y propiedades de acido bases
La definición de ácidos y bases ha ido modificándose con el tiempo. Al
principio Arrhenius fue quien clasifico a los ácidos como aquellas sustancias que son
capaces de liberar protones (H+) y a las bases como aquellas sustancias que pueden
liberar iones OH-
. Esta teoría tenía algunas limitaciones ya que algunas sustancias podían comportarse
como bases sin tener en su molécula el ion OH-. Por ejemplo el NH3. Aparte para Arrhenius
solo existía el medio acuoso y hoy es sabido que en medios distintos también existen
reacciones ácido-base.
Brönsted y Lowry posteriormente propusieron otra teoría en la cual
los ácidos y bases actúan como pares conjugados. Ácido es aquella sustancia capaz de
aportar protones y base aquella sustancia capaz de captarlos. No tiene presente en su
definición al ion OH-.
Simbólicamente:
AH + H2O —-> A- + H3O+
El AH es el ácido, (ácido 1) de su base conjugada A- (base 1) y el agua (base 2) es la base
de su ácido conjugado H3O+ (ácido 2).
El pH abreviatura, es un parámetro muy usado en química para medir el grado de
acidez o alcalinidad de las sustancias. Esto tiene enorme importancia en muchos
procesos tanto químicos como biológicos. Es un factor clave para que muchas
reacciones se hagan o no. Por ejemplo en biología las enzimas responsables de
reacciones bioquímicas tienen una actividad máxima bajo cierto rango de pH.
Fuera de ese rango decae mucho su actividad catalítica. Nuestra sangre tiene un
pH entre 7,35 y 7,45. Apenas fuera de ese rango están comprometidas nuestras
funciones vitales. En los alimentos el pH es un marcador del buen o mal estado
de este. Por lo expuesto el pH tiene enormes aplicaciones.
La escala del pH va desde 0 hasta 14. Los valores menores que 7 indican el
rango de acidez y los mayores que 7 el de alcalinidad o basicidad. El valor 7 se
considera neutro. Matemáticamente el pH es el logaritmo negativo de la
concentración molar de los iones hidrogeno o protones (H+) o iones hidronio
(H3O).
3) ¿Cómo modificar el equilibrio de una reacción
química?
ENERGIA DE IONIZACION
Energía de Ionización: se define como la cantidad mínima de energía que hay que suministrar a un átomo neutro gaseoso y en estado fundamental para arrancarle el e- enlazado con menor fuerza, es decir, mide la fuerza con la que está unido el e- al átomo.
Es una energía muy elevada para los gases nobles y es necesaria una mayor cantidad de energía.Las energías de ionización pequeña indican que los e- se arrancan con facilidad.A medida que aumenta n el e- está más lejos del núcleo, la atracción es menor y por lo tanto, la energía de ionización es menor.
En el mismo periodo aumenta la carga nuclear y la energía de ionización tiene valores más grandes.
disociación de enlace
En química la energía de la disociación de enlace, es una medida de la fuerza de enlace en un enlace químico Se define como el cambio de entalpia cuando se rompe un enlace por hemólisis con los reactivos y productos de la reacción de hemólisis a 0K (cero absoluto). Así, la energía de disociación
de enlace de uno de los enlaces C-H en el etano (C2H6) está definido por el proceso:
CH3CH2-H → CH3CH2 + H
D0 = ΔH = 101,1 kcal/mol (423.0 kJ/mol)
Factores que afectan la rapidez de una
reacción química:
Temperatura :al incrementar la temperatura las moléculas presentan mayor movimiento y
chocan entre si y la velocidad de reacción es mas rápida
Concentración : Esta se debe calcular de forma estequiometria, ya que la velocidad de la
reacción esta en función de la concentración de los reactivos.
Presión: En una reacción química, si existe una mayor presión en el sistema, ésta va a
variar la energía cinética de las moléculas. Entonces, si existe una mayor presión, la
energía cinética de las partículas va a aumentar y la reacción se va a volver más rápida.
Excepto en los gases, que al aumentar su presión aumenta también el movimiento de
sus partículas y, por tanto, la rapidez de reacción.
Superficie de contacto:
Si en una reacción interactúan reactivos en distintas fases, su área de
contacto es menor y su velocidad también es menor. En cambio, si el área
de contacto es mayor, la velocidad es mayor.
A mayor superficie de contacto, mayor velocidad de reacción. La superficie
de contacto determina el número de átomos y moléculas disponibles para
la reacción. A mayor tamaño de partícula, menor superficie de contacto
para la misma cantidad de materia.
Un dado de hierro que se sumerge en un ácido sólo reaccionará por la
zona expuesta al ácido, es decir por el exterior. Si partimos ese dado en
dos tendremos ahora una nueva superficie a exponer y si seguimos
partiendo los trozos tendremos cada vez más superficie que se pueda
exponer al ácido y por tanto aumentaremos la velocidad de reacción.
Por tanto, cuanto más finamente dividido están los reactivos más rápida será la reacción. Por tanto
también podemos afirmar que las reacciones serán más rápidas en estado líquido y más aún en estado
gaseoso
Catalizadores: La rapidez de muchas reacciones se puede aumentar
agregando una sustancia que se conoce como
catalizador.
Para que se lleve a cabo una reacción química es
necesario un cierto nivel de energía, esto se conoce
como energía de activación.
Un catalizador acelera la velocidad de la reacción
disminuyendo la energía de activación y sin modificar
el producto y sin ser consumido durante la reacción
Teoría de las colisiones La teoría de las colisiones propuesta por Max Trautz y William Lewis en 1916 y
1918, cualitativamente explica como reacciones químicas ocurren y porque las tasas de reacción difieren para diferentes reacciones.
Esta teoría está basada en la idea que partículas reactivas deben colisionar para que una reacción ocurra, pero solamente una cierta fracción del total de colisiones tiene la energía para conectarse efectivamente y causar transformaciones de los reactivos en productos. Esto es porque solamente una porción de las moléculas tiene energía suficiente y la orientación adecuada (o ángulo) en el momento del impacto para romper cualquier enlace existente y formar nuevas.
La cantidad mínima de Energía necesaria para que esto suceda es conocida como energía de activación.
Hay dos tipos de colisiones:
Horizontal – Colisión más lenta
Vertical – Colisión más rápida, colisión efectiva
Colisión horizontal
Observemos que luego de la
primer colisión existe
formación de apenas una
molécula de HCl. La
segunda molécula se
formará en la segunda
colisión.
Colisión Vertical
Observe que la molécula de H2 se aproxima de la
molécula de Cl2 con mucha velocidad. Enseguida,
se chocan violentamente formando dos moléculas
de HCl que se alejan enseguida.
La primera colisión forma el complejo activado (dos
moléculas de HCl). Esta colisión sucede con mucha
velocidad y por tanto más rápida y más efectiva.
Torna la reacción química más rápida.
El estado intermedio de reacción, donde se forma el
complejo activado es un estado de transición donde
hay un alto valor de energía involucrado.
El complejo activado es la especie química con
mayor valor energético en toda la reacción química
que tiene vida muy corta.
Energía de activación La Energía de activación: 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 traslacional, vibracional, etcétera de cada molécula.
EJEMPLOS:
Energía térmica: se debe al movimiento de las partículas que constituyen la
materia. Un cuerpo a baja temperatura tendrá menos energía térmica que otro que esté a mayor
temperatura.
Energía Eléctrica Energía química
Se divide en:
La producida por la
naturaleza, como pueden ser los
rayos.
La producida por el hombre, la
cual, puede ser:
Calentamiento por resistencia.
Calentamiento dieléctrico.
Calentamiento por inducción.
Calentamiento por corrientes
de fuga.
Calentamiento por arco
eléctrico.
Calentamiento por electricidad
estática.
La Energía química es la que se
produce en las reacciones
químicas. Una pila o una batería
poseen este tipo de energía. Ej.:
La que posee el carbón y que se
manifiesta al quemarlo.
Energía Mecánica Energía Nuclear
se genera al romperse el núcleo
de los átomos generando calor
EJEMPLO fusión y fisión nuclear
(dan calor y generan
electricidad en los generadores
por calentamiento y reflejo de los
líquidos refrigerantes
La energía mecánica es la
capacidad que tiene un cuerpo o
conjunto de cuerpos de realizar
movimiento, debido a su energía
potencial o cinética; por ejemplo:
La energía que poseemos para
correr en bicicleta (energía
potencial) y hacer cierto recorrido
(energía mecánica); o el agua de
unas cascada (energía potencial),
que al caer hacer mover las
aspas de una turbina (energía
mecánica)
Factores que afectan el estado de equilibrio
de una reacción Para comprender los factores que afectan o causan el desplazamiento del equilibrio químico, hay que
partir del principio de Le Châtelier que Fue formulado por el químico francés Henry Louis Le Châtelier en
el año de 1888 Y y que establece lo siguiente:
Principio de Le Châtelier
Este principio establece que si un sistema en equilibrio es sometido a una perturbación o una tensión, el
sistema reaccionará de tal manera que disminuirá el efecto de la tensión. De acuerdo a este
principio, pueden haber variaciones de concentración, cambios de temperatura o presión.
TemperaturaLa variación de equilibrio causada por un cambio de temperatura dependerá de si la reacción tal como
esta escrita es exotérmica, o endotérmica.
Reacciones ExotérmicasSi la reacción es exotérmica se puede considerar al calor como uno de los productos, por lo que al
aumentar la temperatura el equilibrio se desplaza hacia la izquierda.
A + B Û AB + calor
Si se disminuye la temperatura, el equilibrio se desplazará hacia la derecha.
Reacciones EndotérmicasSi la reacción es endotérmica, el calor se considera como un reactivo.
A + B + calor Û AB
Por lo tanto, si se aumenta la temperatura se favorece un desplazamiento del equilibrio hacia la
derecha y si se disminuye, hacia la izquierda.
ConcentraciónCuando la concentración de una de las sustancias en un sistema en equilibrio se cambia, el
equilibrio varía de tal forma que pueda compensar este cambio.
Por ejemplo, si se aumenta la concentración de uno de los reaccionantes, el equilibrio se desplaza
hacia la derecha o hacia el lado de los productos.
Si se agrega más reactivos (como agregar agua en el lado izquierdo del tubo) la reacción se
desplazará hacia la derecha hasta que se restablezca el equilibrio.
Si se remueven los productos (como quitar agua del lado derecho del tubo) La reacción se
desplazará hacia la derecha hasta que se restablezca el equilibrio.
Presión Si se aumenta la presión de un sistema en equilibrio, el equilibrio se desplazará
de forma que disminuya el volumen lo máximo posible, es decir, en el sentido
que alivie la presión. Como ejemplo, considérese el efecto de triplicar la presión
en el siguiente equilibrio:
Al existir dos volúmenes de gas del lado de los productos, implica que hay una
mayor cantidad de moléculas de NO2 y al aumentar la presión se favorece un
mayor número de colisiones entre moléculas en el lado de los productos, por lo
que el equilibrio se desplaza hacia la izquierda.
Como conclusión a este experimento, observe Lo siguiente: en donde se confina
NO2(g) en una jeringa y se puede observar el cambio de color entre este gas y el
N2O4(g) formado.
Definir las condiciones en que se efectúan las
reacciones químicas
El estado físico de los reactivos y productos puede indicarse mediante los símbolos (g), (l) y
(s), para indicar los estados gaseoso, líquido y sólido, respectivamente y se suele usar (ac) para
indicar que una sustancia se encuentra en disolución acuosa.
Por ejemplo:
Las reacciones químicas se representan mediante ecuaciones químicas.
Por ejemplo el hidrógeno (H2) puede reaccionar con oxígeno (O2) para dar agua (H20). La
ecuación química para esta reacción se escribe:
2 CO(g) + O2(g) 2 CO2(g)2 HgO(s) 2 Hg(l) + O2(g)
2 HCl(ac) + Zn(s) ZnCl2(ac) + H2(g)
4)¿Debemos prescindir de los fertilizantes?
Impacto Ambiental: En Europa, Norteamérica y otros lugares desarrollados, la agricultura y actividades relacionadas ha sido agresivamente vinculada a daños ambientales de distinta índole, y en especial por su efecto sobre la calidad de las aguas. En particular los fertilizantes y su uso y/o abuso se han asociado a fuentes no puntuales de contaminación de aguas superficiales y subterráneas. A diferencia de las fuentes puntuales de contaminación, tales como las descargas de aguas residuales domésticas o industriales, las fuentes de contaminación no puntual son difusas y no pueden recogerse y tratarse centralizadamente. La contaminación no puntual se asocia a efectos acumulativos de todas las actividades que ocurren diariamente en una cuenca.
Ejemplos típicos incluyen la erosión y el arrastre y acumulación de sedimentos provenientes de sitios de construcción, caminos, estacionamientos, tanto en áreas suburbanas como rurales. La contaminación de fuentes no puntuales se conduce sobre todo por las lluvias, que provoca que los agentes contaminantes que se han acumulado en la superficie del suelo escurran hacia las aguas superficiales (ríos, arroyos, lagos) o se lixivien hacia las aguas subterráneas. Efectos nocivos del fosforo (eutrofización) y del nitrógeno (nitratos) aluden a ambos respectivos casos.
La cadena de valor de fertilizantes ha trabajado por muchos años para asegurar que las prácticas de manejo usadas en la operación de las plantas de producción provean un lugar de trabajo seguro y ambientalmente amigable. La salud y seguridad de los trabajadores de dichas plantas y la protección del aire, del suelo y del agua son los objetivos primarios de tales prácticas de manejo. Las modernas prácticas industriales implican la educación de los trabajadores, el tratamiento y disposición de los residuos y de las aguas servidas, mejores prácticas de manejo de los materiales y mejores diseños de los sitios críticos de control de escurrimientos y potencial de derrames.
Impacto Socioeconomico:
Los impactos económicos positivos para los propietarios de esta industria son obvios:
los fertilizantes son críticos para lograr el nivel de producción agrícola necesario para
alimentar la población mundial, rápidamente creciente. Además, hay impactos
negativos directos para el medio ambiente natural
Bibliografias:
El suelo, los abonos y la fertilización de los cultivos. Libros Mundi
https://www.google.com.mx/search?q=los+fertilizantes&tbm=isch&tbo=u&source=un
iv&sa=X&ei=ZGSKUuy1K4Lx2AWUhIHoAw&ved=0CEIQsAQ&biw=1366&bih=666
http://www.importancia.org/?s=Fertilizantes
ftp://ftp.fao.org/agl/agll/docs/fertuso.pdf