1. AZUFRE
Azufre. Es un elemento químico de número atómico 16 y símbolo S (del latín
sulphur). Es un no metal abundante con un olor característico. El azufre se
encuentra en forma nativa en regiones volcánicas y en sus formas reducidas
formando sulfuros y sulfosales o bien en sus formas oxidadas como sulfatos. Es un
elemento químico esencial para todos los organismos y necesario para
muchos aminoácidos y, por consiguiente, también para las proteínas.
Características principales
Este no metal tiene un color amarillento, amarronado o anaranjado, es blando, frágil,
ligero, desprende un olor característico a huevo podrido al combinarse
con hidrógeno y arde con llama de color azul, desprendiendo dióxido de azufre. Es
insoluble en agua pero se disuelve en disulfuro de carbono. Es multivalente, y son
comunes los estados de oxidación -2, +2, +4 y +6. En todos los estados (sólido,
líquido y gaseoso) presenta formas alotrópicas cuyas relaciones no son
completamente conocidas.
Las estructuras cristalinas más comunes son el octaedro ortorrómbico (azufre α) y
el prisma monoclínico (azufre β), siendo la temperatura de transición de una a otra
de 96 °C; en ambos casos el azufre se encuentra formando moléculas de S8 con
forma de anillo, y es la diferente disposición de estas moléculas la que provoca las
distintas estructuras cristalinas.
A temperatura ambiente, la transformación del azufre monoclínico en ortorrómbico,
es más estable y muy lenta. Al fundir el azufre, se obtiene un líquido que fluye con
facilidad formado por moléculas de S8. Sin embargo, si se calienta, el color se torna
marrón algo rojizo, y se incrementa la viscosidad.
Este comportamiento se debe a la ruptura de los anillos y la formación de largas
cadenas de átomos de azufre, que pueden alcanzar varios miles de átomos de
longitud, que se enredan entre sí disminuyendo la fluidez del líquido; el máximo de
la viscosidad se alcanza en torno a los 200 °C.
Enfriando rápidamente este líquido viscoso se obtiene una masa elástica, de
consistencia similar a la de la goma, denominada «azufre plástico» (azufre γ)
formada por cadenas que no han tenido tiempo de reordenarse para formar
moléculas de S8; transcurrido cierto tiempo la masa pierde su elasticidad
cristalizando en el sistema rómbico. Estudios realizados con rayos X muestran que
esta forma amorfa puede estar constituida por moléculas de S8 con estructura de
hélice espiral.
En estado vapor también forma moléculas de S8, pero a 780 °C ya se alcanza el
equilibrio con moléculas diatómicas y por encima de aproximadamente 1800 °C la
disociación es completa y se encuentran átomos de azufre. Además de en trozos,
2. barras o polvo grueso, existe en el mercado una presentación en forma de polvo
muy fino, llamada "Flor de azufre", que puede obtenerse por precipitación en medio
líquido o por sublimación de su vapor sobre una placa metálica fría.
Aplicaciones
El azufre se usa en multitud de procesos industriales como la producción de ácido
sulfúrico para baterías y el vulcanizado del caucho y principalmente
como fertilizante, fabricación de pólvora, laxantes, cerillas e insecticidas; también
como fungicida y en la manufactura de fosfatos fertilizantes.
Los sulfitos se usan para blanquear el papel y en cerillas. El tiosulfato de sodio o
amonio se emplea en la industria fotográfica como «fijador» ya que disuelve
el bromuro de plata; y el sulfato de magnesio (sal de Epsom) tiene usos diversos
como laxante, exfoliante, o suplemento nutritivo para plantas.
Abundancia y obtención
El azufre es un elemento muy abundante en la corteza terrestre, se encuentra en
grandes cantidades combinado en forma de sulfuros (pirita, galena) y de sulfatos
(aljez). En forma nativa se encuentra en las cercanías de aguas termales, zonas
volcánicas y en minas de cinabrio, galena, esfalerita y estibina, y
en Luisiana (Estados Unidos, primer productor mundial) se extrae mediante el
proceso Frasch consistente en inyectar vapor de agua sobrecalentado para fundir
el azufre que posteriormente es bombeado al exterior utilizando aire comprimido.
En Cuba hay yacimientos de pirita, que es el azufre en forma de sulfuro, en la
provincia de Pinar del Río y en Las Villas.
También se obtiene separándolo de gas natural, si bien su obtención anteriormente
era a partir de depósitos de azufre puro impregnado en cenizas volcánicas (Italia, y
más recientemente Argentina). Un compuesto natural del azufre es el yeso
(CaSO4.2H2O), de gran importancia económica.
También está presente, en pequeñas cantidades, en combustibles fósiles
(carbón y petróleo) cuya combustión produce dióxido de azufre que combinado con
agua produce la lluvia ácida; para evitarlo las legislaciones de los países
industrializados exigen la reducción del contenido de azufre de los combustibles,
constituyendo este azufre, posteriormente refinado, un porcentaje importante del
total producido en el mundo.
También se extrae del gas natural que contiene sulfuro de hidrógeno que una vez
separado se quema para obtener azufre: 2 H2S + O2 → 2 S + 2 H2O El color
distintivo de Ío, la luna volcánica de Júpiter, se debe a la presencia de diferentes
formas de azufre en estado líquido, sólido y gaseoso.
El azufre se encuentra, además, en varios tipos de meteoritos, y se cree que la
mancha oscura que puede observarse cerca del cráter lunar Aristarco puede ser un
depósito de azufre. El azufre también se encuentra formando parte de muchas
3. sustancias orgánicas de origen animal y vegetal (huevos, aceites de
ajos, mostaza, proteínas, etc.)
Compuestos
Muchos de los olores desagradables de la materia orgánica se deben a compuestos
de la materia que contienen azufre como el sulfuro de hidrógeno. Disuelto en agua
es ácido (pKa1 = 7,00, pKa2 = 12,92) y reacciona con los metales.
Los sulfuros metálicos se encuentran en la naturaleza, sobre todo el de hierro (pirita)
que puede presentar resistencia negativa y la galena, sulfuro de plomo que es un
semiconductor natural que fue usado como rectificador.
El nitruro de azufre polímero (SN)x, sintetizado en 1975 por Alan G.
MacDiarmid y Alan J. Heeger, presenta propiedades metálicas, a pesar de estar
constituido por no metales, e inusuales propiedades eléctricas y ópticas.
Este trabajo sirvió de base para el posterior desarrollo, con Hideki Shirakawa, de
plásticos conductores y semiconductores que motivó la concesión del Nobel de
Química, en 2000, a los tres investigadores. Los óxidos más importantes son el
dióxido de azufre, SO2 (formado por la combustión del azufre) que en agua forma
una solución de ácido sulfuroso, y el trióxido de azufre, SO3, que en solución forma
el ácido sulfúrico; siendo los sulfitos y sulfatos las sales respectivas.
Isotopía
Se conocen 18 isótopos del azufre, cuatro de los cuales son estables: S-32
(95,02%), S-33 (0,75%), S-34 (4,21%) y S-36 (0,02%). Aparte del S-35, formado al
incidir la radiación cósmica sobre el argón-40 atmosférico y que tiene un periodo de
semidesintegración de 87 días, los demás isótopos radiactivos son de vida corta.
Precauciones
El disulfuro de carbono, el sulfuro de hidrógeno (sulfhídrico), y el dióxido de
azufre deben manejarse con precaución. El sulfhídrico y algunos de sus derivados,
los mercaptanos, son bastante tóxicos (más que cianuro). Aunque muy maloliente
incluso en concentraciones bajas, cuando la concentración se incrementa el sentido
del olfato rápidamente se satura o se narcotiza desapareciendo el olor por lo que a
las víctimas potenciales de la exposición les puede pasar desapercibida su
presencia en el aire hasta que se manifiestan sus efectos, posiblemente mortales.
El dióxido de azufre reacciona con el agua atmosférica para producir la lluvia ácida.
Irrita las mucosidades y los ojos y provoca tos al ser inhalado. Los vapores del ácido
sulfúrico pueden provocar hemorragias en los pulmones, llenándolos de sangre con
la consiguientemente asfixia.
4. Efectos del Azufre sobre la salud
El azufre se puede encontrar frecuentemente en la naturaleza en forma de sulfuros.
Durante diversos procesos se añaden al medio ambiente enlaces de azufre dañinos
para los animales y los hombres.
Estos enlaces de azufre dañinos también se forman en la naturaleza durante
diversas reacciones, sobre todo cuando se han añadido sustancias que no están
presentes de forma natural. Los compuestos del azufre presentan un olor
desagradable y a menudo son altamente tóxicos. En general las sustancias
sulfurosas pueden tener los siguientes efectos en la salud humana:
Efectos neurológicos y cambios comportamentales
Alteración de la circulación sanguínea
Daños cardiacos
Efectos en los ojos y en la vista
Fallos reproductores
Daños al sistema inmunitario
Desórdenes estomacales y gastrointestinales
Daños en las funciones del hígado y los riñones
Defectos en la audición
Alteraciones del metabolismo hormonal
Efectos dermatológicos
Asfixia y embolia pulmonar
Efectos ambientales del Azufre
El azufre puede encontrarse en el aire en varias formas diferentes. Puede provocar
irritaciones en los ojos y garganta de los animales, cuando la toma tiene lugar a
través de la inhalación del azufre en su fase gaseosa. El azufre se aplica
extensivamente en las industrias y es emitido al aire, debido a las limitadas
posibilidades de destrucción de los enlaces de azufre que se aplican.
Los efectos dañinos del azufre en los animales son principalmente daños
cerebrales, a través de un malfuncionamiento del hipotálamo, y perjudicar el sistema
nervioso. Pruebas de laboratorio con animales de prueba han indicado que el azufre
puede causar graves daños vasculares en las venas del cerebro, corazón y riñones.
Estos tests también han indicado que ciertas formas del azufre pueden causar
daños fetales y efectos congénitos. Las madres pueden incluso transmitirles
envenenamiento por azufre a sus hijos a través de la leche materna. Por último, el
azufre puede dañar los sistemas enzimáticos internos de los animales.
5. OXIGENO
El oxígeno es el elemento
químico de número atómico 8 que
constituye cerca de la quinta parte
del aire atmosférico terrestre en su
forma molecular O2. En esta forma
molecular, que está compuesta por
dos átomos de este elemento, el
oxígeno es un gas.
El oxígeno es un elemento clave de la química orgánica, al formar parte
del agua (H2O), de los óxidos, de los seres vivos y de casi todos los ácidos y
sustancias orgánicas. Se trata de un gas incoloro, inodoro e insípido, que es muy
reactivo y que resulta esencial para la respiración.
¿Cómo se descubrió el oxígeno?
El oxígeno no se reconoció hasta finales del Siglo XVIII. Quién primero lo preparó
fue Scheele, un químico sueco, en 1772. Lo identificó como uno de los principales
constituyentes del aire, y lo llamó ‘aire de fuego’ y ‘aire de vitriolo’. No obstante, a
quien se considera generalmente como su descubridor es a Priestley, puesto que
publicó sus resultados en 1774, mientras que Scheele retrasó su publicación hasta
1777.
En su preparación original, Priestley calentó lo que hoy se conoce como Óxido de
mercurio, HgO, y observó el desprendimiento de un gas. A este gas lo denominó
aire deflogistizado y observó que aumentaba la brillantez de una llama. Sin
embargo, fue Lavoisier quien reconoció en el nuevo gas un elemento y lo llamó
oxígeno en 1777 (del griego oxy genes, formador de ácidos).
Propiedades del oxígeno
Una de las propiedades de los elementos no metales como éste es, por ejemplo,
que son malos conductores del calor y la electricidad. El oxígeno, al igual que los
6. demás elementos no metales, no tiene lustre. Debido a su fragilidad, no se pueden
aplanar para formar láminas ni estirar para convertirse en hilos.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
El estado del oxígeno en su forma natural es gaseoso (paramagnético). Se trata
de un elemento químico de aspecto incoloro que, como decíamos, pertenece al
grupo de los no metales. Su número atómico es 8 y su símbolo químico es O.
Su punto de fusión es de 50,35 grados Kelvin o de -221,8 grados celsius
(centígrados). Por último, señalar que su punto de ebullición es de 90,18 grados
Kelvin o de -181,97 grados celsius (centígrados).
Usos y aplicaciones actuales
Soldaduras
El oxígeno se utiliza en los sopletes para soldar a temperaturas muy altas. Esta
técnica es indispensable en la industria del motor, en la fabricación de maquinaria y
en la aerospacial, donde se utiliza como líquido propulsor. El oxígeno se usa
también en la fabricación de metales de gran pureza.
Los procesos de soldadura se clasifican según las fuentes de presión y
calor utilizadas. El tipo de soldadura más adecuado para unir dos piezas de
metal depende de las propiedades físicas de los metales, del uso que se le dé a la
pieza y hasta de las instalaciones disponibles.
Otros usos
El aire enriquecido con oxígeno se utiliza para fabricar acero en los hornos de hogar
abierto.
En medicina se le administra a pacientes con problemas respiratorios.
También a las personas que vuelan a altitudes elevadas, dado que la baja cantidad
de oxígeno no permite la respiración normal.
INFLUENCIA DEL OXÍGENO SOBRE NUESTRASALUD
Todo ser humano necesita oxígeno para respirar, pero como ocurre con muchas
sustancias, un exceso de ello no es bueno. Si uno se expone a grandes cantidades
de este elemento durante mucho tiempo, como respirar un 50-100% a presión
normal durante un periodo prolongado puede provocar daños en los pulmones.
7. Las personas que en su trabajo sufren exposiciones frecuentes o potencialmente
elevadas a oxígeno puro, deben hacerse un chequeo de funcionamiento
pulmonar antes y después de desempeñar ese trabajo. Este elemento
es normalmente almacenado a temperaturas muy bajas y, por lo tanto, se deben
usar ropas especiales para prevenir la congelación de los tejidos corporales.
Nitrógeno
Este artículo trata sobre elemento atómico (N).Para el compuesto químico N2,formado por dos
átomos de este elemento,véase Dinitrógeno.Para otros usos de este término véase Nitrógeno
(desambiguación).
8. Carbono- Nitrógeno- Oxígeno
N
P Tabla completa
General
Nombre,símbolo, número Nitrógeno,N, 7
Serie química No metales
Grupo, periodo,bloque 15, 2 , p
Densidad, dureza Mohs 1,2506 kg/m3
, sin datos
Apariencia Incoloro
Propiedades atómicas
Masa atómica 14,0067 u
Radio medio†
65 pm
Radio atómico calculado 56 pm
Radio covalente 75 pm
Radio de Van der Waals 155 pm
Configuración electrónica [He]2s2
2p3
Estados de oxidación (óxido) ±3, 5, 4, 2, 1 (ácido fuerte)
Estructura cristalina Hexagonal
Propiedades físicas
Estado de la materia Gas
Punto de fusión 63,14 K
Punto de ebullición 77,35 K
Entalpía de vaporización 2,7928 kJ/mol
Entalpía de fusión 0,3604 kJ/mol
Presión de vapor __ Pa a ___ K
Velocidad del sonido 334 m/s a 298,15 K
Información diversa
Electronegatividad 3,04 (Pauling)
Calor específico 1040 J/(kg·K)
9. El nitrógeno es un elemento químico,
de número atómico 7, símbolo N y que en
condiciones normales forma un gas diatómico
(nitrógeno diatómico o molecular) que
constituye del orden del 78%
del aire atmosférico. En ocasiones es
llamado ázoe —antiguamente se usó
también Az como símbolo del nitrógeno.
Características principales
Tiene una elevada electronegatividad (3 en la escala de Pauling) y 5 electrones en
el nivel más externo comportándose como trivalente en la mayoría de los
compuestos que forma.
Aplicaciones
La más importante aplicación comercial del nitrógeno diatómico es la obtención
de amoníaco por el proceso de Haber. El amoniaco se emplea con posterioridad en
la fabricación de fertilizantes y ácido nítrico.
Las sales del ácido nítrico incluyen importantes compuestos como el nitrato de
potasio (nitro o salitre empleado en la fabricación de pólvora) y el nitrato de
amonio fertilizante.
Conductividad eléctrica __ 106
/m·Ω
Conductividad térmica 0,02598 W/(m·K)
Potencial de ionización 1402,3 (kJ/mol)
2º = 2856 5º = 9444,9
3º = 4578,1 6º = 53266,6
4º = 7475 7º = 64360
Isótopos más estables
iso. AN (%) Periodode semidesintegración MD ED (MeV) PD
13
N Sintético 9,965 m ε 2,220 13
C
14
N 99,634 N esestable con7 neutrones
15
N 0,366 N esestable con8 neutrones
Valores en el SI y en condiciones normales
(0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
†Calculado a partir de distintas longitudes de enlace
covalente, metálico o iónico.
10. Los compuestos orgánicos de nitrógeno como la nitroglicerina y
el trinitrotolueno son a menudo explosivos. La hidracina y sus derivados se usan
como combustible en cohetes.
El ciclo de este elemento es bastante más complejo que el del carbono, dado que
está presente en la atmósfera no sólo como N2 (80%) sino también en una gran
diversidad de compuestos. Se puede encontrar principalmente
como N2O, NO y NO2, los llamados NOx. También forma otras combinaciones con
oxígeno tales como N2O3 y N2O5 (anhídridos), "precursores" de los
ácidos nitroso y nítrico. Con hidrógeno forma amoníaco (NH3), compuesto gaseoso
en condiciones normales.
Historia
El nitrógeno (del latín nitrum -i y éste del griego νίτρον, "nitro", y -geno, de la raíz
griega γεν-, "generar") se considera que fue descubierto formalmente por Daniel
Rutherford en 1772 al dar a conocer algunas de sus propiedades. Sin embargo, por
la misma época también se dedicaron a su estudio Scheele que lo aisló, Cavendish,
y Priestley.
El nitrógeno es un gas tan inerte que Lavoisier se refería a él como azote (ázoe)
que significa sin vida[1] (o tal vez lo llamó así por no ser apto para respirar[2] ). Se
clasificó entre los gases permanentes, sobre todo desde que Faraday no
consiguiera verlo líquido a 50 atm y -110°C, hasta los experimentos de Pictet y
Cailletet que en 1877 consiguieron licuarlo.
Los compuestos de nitrógeno ya se conocían en la Edad Media; así,
los alquimistas llamaban aqua fortis al ácido nítrico y aqua regia (agua regia) a la
mezcla de ácido nítrico y clorhídrico, conocida por su capacidad de disolver el oro.
Abundancia y obtención
El nitrógeno es el componente principal de la atmósfera terrestre (78,1% en
volumen) y se obtiene para usos industriales de la destilación del aire líquido. Está
presente también en los restos de animales, por ejemplo el guano, usualmente en
la forma de urea, ácido úrico y compuestos de ambos.
También ocupa el 3% de la composición elemental del cuerpo humano.
Se han observado compuestos que contienen nitrógeno en el espacio exterior y el
isótopo Nitrógeno-14 se crea en los procesos de fusión nuclear de las estrellas.
Compuestos
Con el hidrógeno forma el amoníaco (NH3), la hidracina (N2H4) y el aziduro de
hidrógeno (N3H, también conocido como azida de hidrógeno o ácido hidrazoico). El
11. amoníaco líquido anfótero como el agua actúa como una base en una disolución
acuosa formando iones amonio (NH4) y se comporta como un ácido en ausencia de
agua cediendo un protón a una base y dando lugar al anión amida (NH2). También
se conocen largas cadenas y compuestos cíclicos de nitrógeno, pero son muy
inestables.
Con los halógenos forma: NF3, NF2Cl, NFCl2, NCl3, NBr3.6 NH3, NI3.6 NH3, N2F4,
N2F2 (cis y trans), N3F, N3Cl, N3Br y N3I.
Con el oxígeno forma varios óxidos que ya hemos nombrado: el nitroso o gas de la
risa, el nítrico y el dióxido de nitrógeno. Son producto de procesos de combustión
contribuyendo a la aparición de episodios contaminantes de smog fotoquímico.
Otros óxidos son el trióxido de dinitrógeno (N2O3) y el pentóxido de dinitrógeno
(N2O5), ambos muy inestables y explosivos.
Rol biológico
El nitrógeno es componente esencial de los aminoácidos y los ácidos nucleicos,
vitales para la vida y los seres vivos. Las legumbres son capaces de absorber el
nitrógeno directamente del aire, siendo éste transformado en amoníaco y luego en
nitrato por bacterias que viven en simbiosis con la planta en sus raíces. El nitrato es
posteriormente utilizado por la planta para formar el grupo amino de los
aminoácidos de las proteínas que finalmente se incorporan a la cadena trófica
(véase también el ciclo del nitrógeno).
Isótopos
Existen dos isótopos estables del nitrógeno, N-14 y N-15, siendo el primero —que
se produce en el ciclo carbono-nitrógeno de las estrellas— el más común sin lugar
a dudas (99,634%). De los diez isótopos que se han sintetizado uno tiene un de
nueve minutos (el N-13) y el resto de segundos o menos.
Las reacciones biológicas de nitrificación y desmitificación influyen de manera
determinante en la dinámica del nitrógeno en el suelo, casi siempre produciendo un
enriquecimiento en N-15 del sustrato.
Precauciones
Los fertilizantes nitrogenados son una importante fuente de contaminación del suelo
y de las aguas. Los compuestos que contienen iones de cianuro forman
sales extremadamente tóxicas y son mortales para numerosos animales, entre ellos
los mamíferos.
12. compuestosOrganometalicos
Inicio » Química » Compuestos Organometalicos
Autor: Redacción Ejemplode.com.
Los Compuestos Organometálicos son el resultado de la Unión de diversos
metales con grupos orgánicos Alkilo (ejemplo: CH3-, Metil) y Arilo (ejemplo: C6H5-
, Fenilo). Son muy empleados, especialmente los Metal-Alkilo, en las síntesis
orgánicas.
¿Cuáles son los compuestos organometálicos?
Los compuestos organometálicos más importantes son alifáticos, es decir, de
cadena lineal o ramificada.
El metal puede estar unido a tantos grupos Alkilo como indique su valencia:
SodioEtilo (NaC2H5), Zincdietilo [Zn(C2H5)2], Aluminiotrimetilo [Al(CH3)3],
Germaniotetrapropilo [Ge(C3H7)4], o bien ser Haluros de AlkilMetal, como el
Ioduro de MetilZinc (CH3ZnI), el Ioduro de EtilMagnesio (C2H5MgI), etc.
Los más importantes fueron los ZincDiAlkilos (de Metilo y de Etilo) obtenidos al
calentar el Ioduro de Alkilo con Zinc, formándose en primer lugar el Ioduro de
AlkilZinc:
C2H5I + Zn --> C2H5ZnI
2C2H5ZnI --> Zn(C2H5)2 + ZnI2
Características y propiedades de los Compuestos Organometálicos
13. Son compuestos muy inestables, que se inflaman en contacto del aire y que han
sido desplazados totalmente por los haluros de AlkilMagnesio o Compuestos
Magnesianos, descubiertos por Victor Grignard, y denominados también Reactivos
de Grignard, por ser utilizados en numerosas síntesis orgánicas.
Cuando se hace reaccionar Ioduro de Alkilo disuelto en Éter anhidro sobre
Magnesio Mg, éste se disuelve formando Ioduro de AlkilMagnesio, RMgI, siendo R
un grupo Alkilo, en la forma CnH2n+1, que adiciona dos moléculas de Éter
eliminables por calentamiento en el vacío a 100°C.
Compuestos organometálicos aromáticos
Tienen muy poco interés, conociéndose los de Magnesio, Mercurio, Estaño, Plomo
y Bismuto. Son más estables que los correspondientes derivados alifáticos.
El MercurioDiFenilo [Hg(C6H5)2], por ejemplo, que se obtiene tratando el
BromoBenceno con Amalgama de Sodio, es un compuesto cristalino, venenoso y
estable al aire, pero que al calentarlo se descompone en Mercurio y Bifenilo.
Derivados orgánicos del Arsénico
A pesar de que el Arsénico está catalogado como Metaloide, se puede incluir entre
los compuestos Organometálicos.
Los derivados orgánicos más importantes del Arsénico, son los que parten de la
Arsenamina AsH3, que se conocen como Arsinas, y el Ácido Arsanilico y los
compuestos relacionados estructuralmente u obtenidos a partir de él.
14. Por ser el Arsénico un metaloide, no tienen las Arsinas carácter básico; dan, no
obstante, compuestos de adición al pasar el Arsénico de Trivalente (+3) a
Pentavalente (+5).
Las Arsinas se obtienen por reducción de los Ácidos Alkilarsónicos, en forma
RAsO(OH)2, y de los Ácidos Dialkilarsinicos R2AsO(OH).
El Ácido Metilarsónico CH5AsO3 se obtiene por metilación del Arsenito sódico. Su
sal disódica, CH3AsO3Na2, constituye el medicamento “Arrhenal”.
El Ácido Dimetilarsinico, también llamado Ácido Cacodílico, (CH3)2AsO2H tiene
sus sales de Sodio, Calcio, Hierro y Mercurio empleadas en el tratamiento de la
sífilis, tuberculosis, pelagra y otras enfermedades.
El radical –As(CH3)2 se mantiene inalterado en muchas reacciones, recibiendo el
nombre de Cacodilo por su descubridor Bunsen, debido a su repugnante olor.
El Óxido de Cacodilo [(CH3)2As]2O se obtiene calentando el Anhídrido Arsenioso
As2O3 con Acetato Potásico CH3COOK, sirviendo su formación para reconocer la
presencia del Ácido Acético CH3COOH.
El Ácido Arsanilico (NH2)-(C6H5)-(AsO3H2) o Para-AminoFenilArsónico, tiene una
sal sódica que se utilizó en medicina con el nombre de “atoxil” en el tratamiento de
la Sífilis y fiebre recurrente, aunque hoy se emplea como producto intermedio en la
preparación del Salvarsán.
El Salvarsán, 3-3´ diamino 4-4´dihidroxiarsenobenceno, se conoce como “606” para
indicar el número de compuestos ensayados por su descubridor Ehrlich, en 1910,
antes de llegar a uno definitivo en su acción contra los espiroquetos y tripanosomas.
Se utilizan también los derivados argénticos del Salvarsán y de un compuesto
llamado Neosalvarsán, por ser más tóxicos para los microorganismos, pero no para
la humanidad.
Otro derivado Arsenical del Ácido Arsanilico es la Triparsamida, Ácido N-
Fenilglicinamido-para-arsinico (NH2CO)-CH2-NH-(C6H4)-(AsO3)-(HNa), empleada
con éxito para combatir la enfermedad del Sueño.
Derivados Orgánicos del Mercurio
Se conocen varios compuestos Aromáticos del Mercurio, más o menos complejos,
obtenidos a partir de los Organometálicos alifáticos del Mercurio, y que tienen
valiosas aplicaciones como desinfectantes.
Los más importantes son el Mercurocromo, el Mertiolato y el Metafén.
15. Ejemplos de Compuestos Organometálicos
SodioEtilo (NaC2H5)
Zincdietilo [Zn(C2H5)2]
Aluminiotrimetilo [Al(CH3)3]
Germaniotetrapropilo [Ge(C3H7)4]
Ioduro de MetilZinc (CH3ZnI)
Ioduro de EtilMagnesio (C2H5MgI)
TerbutilLitio [Li-C(CH3)3]
MercurioDiFenilo [Hg(C6H5)2]
Ácidos Alkilarsónicos, en forma RAsO(OH)2
Ácidos Dialkilarsinicos, en forma R2AsO(OH)
Ácido Metilarsónico CH5AsO3
Metilarsonato de Sodio CH3AsO3Na2
Ácido Cacodílico (CH3)2AsO2H
Óxido de Cacodilo [(CH3)2As]2O
Ácido Arsanilico (NH2)-(C6H5)-(AsO3H2)
Salvarsán, 3-3´ diamino 4-4´dihidroxiarsenobenceno
Triparsamida, Ácido N-Fenilglicinamido-para-arsinico (NH2CO)-CH2-NH-(C6H4)-
(AsO3)-(HNa)
Mercurocromo
Mertiolato
Metafén
16. resina-asfalteno
Agregado resina-asfalteno (R-A). Se denomina "agregado", al precipitado obtenido
después de la mezcla del crudo con el solvente de precipitación. Los agregados del
crudo Castilla se precipitaron con Apiasol en relación solvente carga 5/1, a presión
atmosférica y a una temperatura de 35°C. Posteriormente son recuperados por
filtración al vacío, en forma de torta en un embudo Buchner con filtro Schleicher &
Schuell 5891 de 185 mm de diámetro. Cada torta de agregado se lavó
cuidadosamente hasta lograr la claridad del solvente, el cual se evaporó en una
cabina a temperatura ambiente y hasta peso constante. En este estudio se
realizaron 40 corridas en la planta piloto, obteniéndose 5600 g del agregado.
Asfaltenos. Son obtenidos después de someter el agregado a la extracción Soxhlet,
donde se separan las resinas I. Los asfaltenos se secaron de la misma manera que
los agregados.
Resinas I. Son las resinas que forman parte del agregado (Figura 1) y se obtienen
por extracción Soxhlet con Apiasol durante un tiempo de 72 horas. Las resinas son
recuperadas de la mezcla Apiasol – Resina I, por destilación del solvente a 80°C,
en la unidad atmosférica de 50 litros. El solvente remanente se eliminó en un
rotavapor en atmósfera inerte, por un periodo de tres horas.
Resinas II. Son obtenidas del Crudo reducido del DAO por cromatografía de
columna abierta, (norma ASTM D 4124), donde se emplean columnas
cromatográficas de vidrio de 50 cm de largo y 30 mm de diámetro interno. Debido a
17. que la columna empleada es la mitad del tamaño de la descrita en la norma, se
trabajó con la mitad de la muestra y se utilizó como fase sólida alúmina activada a
400°C por 16 horas. Para purificar estas resinas y retirar los aromáticos presentes,
se realizó una segunda extracción, bajo las mismas condiciones.
Ensayos de caracterización
Análisis elemental
Se realizó en un analizador Perkin Elmer 2400, utilizando Acetanilida y Cistina como
patrones. Para asegurar la ausencia de solvente y de humedad, las muestras fueron
maceradas y colocadas por una hora en un horno a 40°C.
Espectroscopía infrarroja (FT-IR)
Los análisis de FTIR se realizaron en un espectrofotómetro Perkin Elmer 2000, con
un número de barridos de 32. Las muestras sólidas (asfaltenos y agregados), se
analizaron en pastillas de KBr al 2% m. Las resinas I y II, se analizaron en dilución
con CCl4 al 1% m, utilizando el método de impregnación en película sobre celdas
del mismo material y evaporación del solvente. Los espectros se manejaron con el
programa GRAMS 32, para corrección de línea base y deconbolución de las bandas.
Difracción de rayos-X
Los perfiles de difracción fueron adquiridos en un difractómetro Rigaku D/MAX IIIB,
equipado con un monocromador de grafito de haz curvo, un detector de centelleo
de TlI, una ranura de divergencia de 0,1° y de recepción de 0,3 mm. Se trabajó en
el rango de 5 a 90°, usando la radiación Ka1 del cobre (l=1,54056 nm) a 40 kV, 20
mA, con paso de barrido de 0,02° y un tiempo de 2 s/paso. Los difractogramas
obtenidos fueron manipulados con el programa PowderX para hacer el suavizado y
restar el fondo a los perfiles de difracción. Posteriormente, se utilizó el programa
XFit para hacer la deconvolución de las bandas de difracción y obtener los
parámetros necesarios para calcular las propiedades estructurales.
Peso molécular
Se determinó por dos técnicas: Cromatografía de Permeación por Gel (GPC), y
Osmometría de Presión Vapor (VPO). Los pesos moleculares por GPC, se midieron
en un Cromatógrafo líquido WATERS, con automuestreador 717 Plus, bomba
binaria WATERS 600, detector de arreglo de diodos PDA 996 y detector de Indice
de Refracción WATERS 2414. El análisis se realizó a 35°C, con Tetrahidrofurano
(THF) como eluente a un flujo de 1ml/min y un volumen de inyección de 10 µl. La
fase estacionaria utilizada fue estireno divinilbenceno: GPC8 y GPC13.
Los pesos moleculares por VPO, se determinaron en un equipo KNAUER K-7000.
Se utilizó tolueno como solvente de dilución. Las medidas se realizaron a 80°C.
18. Como patrón de calibración se utilizó poliestireno de 2050. Las concentraciones
fueron preparadas en el rango de 1 a 10 mg/ml.
Resonancia magnética nuclear
Los análisis de Resonancia Magnética Nuclear (NMR) de protones 1H-NMR y el
de 13C-NMR, fueron realizados en el espectrómetro BRUKER de 400 MHz en las
siguientes condiciones: Protones: las muestras se disolvieron en Cloroformo
deuterado entre 3-5% w y secuencias de pulsos con anchos de 90°. Los espectros
se archivaron después de 16 barridos. Para el Carbono 13, las muestras se
disolvieron en Cloroformo deuterado con Cr (acac) 30,1 M, secuencias de pulsos
con anchos de 90° y desacoplamiento de protones sólo durante la adquisición de
datos para eliminar las distorsiones debidas al NOE. Los espectros se archivaron
después de 2000 barridos. En ambos tipos de espectros se utilizó el Trimetilsiloxano
(TMS) como referencia para asignación de la escala de desplazamiento químico.
Preparación de las mezclas crudo resinas I
Se prepararon mezclas de 4000 g de crudo con concentración de 1,9 y 3,8% m de
resinas I. Tanto el crudo original como las mezclas con resinas I, se homogenizaron
a 50°C, 2000 rpm y un tiempo de contacto de 5 horas en el recipiente de
sedimentación de la planta piloto, manteniendo durante todo el tiempo del mezclado
una atmósfera de N2.
Punto de floculación de asfaltenos "onset"
El crudo Castilla y las mezclas crudo Castilla - resinas I, se evaluaron en el equipo
NIR para estudios termodinámicos de crudos vivos del Instituto Colombiano del
Petróleo (ICP). Los ensayos fueron realizados a 165 psi y 50°C. Para el análisis se
cargaron en la celda 20 ml de la muestra titulando con adiciones lentas y sucesivas
de 2 ml de Apiasol, con agitación de una hora y registrando lecturas de luz
transmitida en función del titulante adicionado cada 15 minutos, una lectura repetida
era tomada como efectiva. La longitud de onda emitida por la fuente, esta en el
rango de 1034 +/- 5 nanómetros. Las lecturas registradas por el fotómetro fueron
almacenadas para la realización de la curva correspondiente.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados de este estudio permiten concluir que el crudo Castilla contiene 17%
m de asfaltenos, 2,8% m de resinas I, 16,5% m de resinas II. El agregado R-A,
obtenido con el solvente apiasol, corresponde al 19,8% m del crudo. En la Tabla
2 se presentan los resultados obtenidos en el análisis elemental, contenido de
metales y peso molecular obtenidos por GPC y VPO.
Análisis elemental
19. Las dos resinas tienen un contenido de azufre muy similar, mientras que las resinas
II presentan el doble del contenido de nitrógeno, de oxígeno y de metales (Ni-V), lo
que permite concluir que ésta resina debe presentar un mayor número de centros
polares.
La disminución en la relación H/C entre los agregados y los asfaltenos se debe a la
extracción de las resinas, que son estructuras con una mayor relación H/C. Los
asfaltenos presentan la menor relación H/C (1,14), lo que indica su mayor grado de
insaturación y un mayor contenido de anillos aromáticos.
El análisis elemental encontrado en este trabajo para los asfaltenos y las resinas I
y II del crudo Castilla, está dentro del rango reportado para crudos pesados
venezolanos como el Boscan y Cerro Negro (Layrisse et al., 1984; Carnahan et
al., 1999; Speight, 1991), a pesar de que para su separación se utiliza n-C7,
solvente con un mayor poder de disolución que el empleado en este trabajo (Tabla
1). Speigth (1991) reporta que los asfaltenos separados de diferentes crudos
venezolanos tienen un contenido de carbono que oscila entre 84 y 85% m y de
hidrógeno entre 7,6 y 8,3% m, resultados que concuerdan con los de éste trabajo.
Este comportamiento es un indicio de la validez de la hipótesis que sostiene que los
asfaltenos de crudos vírgenes, poseen una composición definida, en cuanto al
contenido de carbono e hidrógeno, afirmación que no se cumple para el contenido
de heteroátomos (Speight, 1991).
Realizando un balance de los heteroátomos en los asfaltenos y en las resinas, se
puede afirmar que en el crudo Castilla el 67% del azufre, el 91% del nitrógeno, el
92,5% del vanadio y el 98,9% del níquel, se encuentran concentrados en estas
fracciones.
Peso molecular
Los valores encontrados varían con el método empleado para su medición (Tabla
2), resultados que concuerdan con la literatura. Sin embargo, los valores obtenidos
por VPO no coinciden con los reportados en estudios anteriores (Layrisse et
al., 1984; Speight, 1991; Buenrostro et al., 2002; Altgelt y Boduszynski, 1994), pues
se encuentran entre 3000 y 5000 daltons, a pesar de utilizar solvente de la misma
naturaleza (benceno) del empleado en este trabajo (tolueno). Es posible que el
factor más influyente, en el incremento de los pesos moleculares medidos en
20. solventes aromáticos, sean las concentraciones utilizadas en su medición
(Yarranton et al., 2000). Los pesos moleculares promedio encontrados por GPC,
son similares a los reportados por la literatura (Peramanu et al., 1999).
A pesar de tener resultados por dos métodos, no es posible realizar una
comparación entre ellos, pues el principio de cada una de las técnicas es
completamente diferente. Por VPO, se determina el peso molecular promedio,
mientras que por GPC, a pesar de que se obtiene un promedio, su valor refleja la
distribución de la gran variedad de familias de moléculas que hacen parte de estas
fracciones pesadas del crudo. De cualquier manera, los valores encontrados se
pueden utilizar para proponer un rango de pesos moleculares y hacer algunas
conclusiones.
Los resultados obtenidos por los dos métodos, permiten concluir, contrario a lo que
se podría pensar, que las resinas I que precipitan atrapadas en las moléculas más
pesadas, los asfaltenos, tienen un menor peso molecular que las resinas II, que
permanecen con los maltenos, resultado que concuerda con lo encontrado por
Layrisse y otros (1984). Los asfaltenos, presentan un mayor peso molecular que los
agregados, debido a que de su estructura se ha retirado una fracción más liviana,
que amplía el rango de pesos moleculares en los agregados, especialmente hacia
la región más baja.
El peso molecular estimado de los asfaltenos del crudo Castilla oscila entre
2000 y 2200 daltons.
Los agregados, por tener en su estructura resinas I, tienen un rango de peso
molecular más bajo, que puede variar entre 1100 y 1500 daltons.
Las resinas I tienen un peso molecular promedio que oscila entre 500 y 900
daltons, y las resinas II entre 700 y 1300 daltons.
Análisis estructural por Difracción de Rayos X (DRX)
De acuerdo con trabajos anteriores, las moléculas más aromáticas en el agregado
(los asfaltenos), se encuentran formando estructuras similares a un plano y las
resinas y sustituciones alquílicas que hacen parte del mismo, se encuentran unidas
a ellos, por medio de interacciones moleculares tipo Lifshitz-Van der Waals, dipolo
– dipolo, y/o puente de hidrógeno (Speight, 1991; Leon, 2000; Rogel, 2000; Leon,
1998). Al retirar la fracción más liviana del agregado, puede ocurrir un
reacomodamiento de la estructura del agregado, generando algunos cambios en los
parámetros estructurales obtenidos de las áreas integradas de las bandas γ, 002 y
10 de los difractogramas. Con base en los datos de difracción de rayos-X (Tabla 3)
se calculan los parámetros del cristalito, según lo propuesto por Yen et al. (1961),
que se enumeran y calculan en la Tabla 4.
21. De los resultados obtenidos por DRX, es posible tener una idea general de la
estructura del agregado, del asfalteno y sus diferencias, pero es necesario tener en
cuenta que para la determinación de la estructura promedio de cualquier fracción,
se debe utilizar la integración de todos los resultados.
El ligero incremento del Factor de Aromaticidad (FA), coincide con el resultado
obtenido en el peso molecular que muestra la misma tendencia al retirar la fracción
de resinas I. La aromaticidad se corrobora con el mayor número de Carbonos
Aromáticos por molécula (CA).
Los valores de los parámetros estructurales evaluados para los asfaltenos del crudo
Castilla, coinciden con los reportados para asfaltenos de otras procedencias
(Speight, 1991) (dm entre 3,6 y 3,8 Å, La entre 6 y15 Å).
Análisis por espectroscopia infrarroja (IR)
En general, los espectros IR de los asfaltenos, los agregados y las resinas I y II,
presentan las mismas bandas, por lo que sólo se muestra un espectro para cada
grupo de fracciones (asfaltenos y resinas I). Para el tratamiento de los mismos, se
utilizó el software GRAMS 32, realizando la deconbolución de cada una de las zonas
del IR.
22. Los espectros para las fracciones separadas (Figuras 2 y 3), muestran las bandas
típicas para hidrocarburos: vibraciones de estiramiento simétrica y asimétrica de
enlaces C-H aromáticos, ν;CHAR (3057-3000 cm-1), estiramiento simétrica y
asimétrica de enlaces C-H alifáticos, ν;CH3-CH2 (2922-2852 cm-1), bandas de
deformación de los grupos metilo y metileno, δ;CH3 (1375-1365 cm-1) y δ;CH3-
CH2 (1460-1440 cm-1), las deformaciones de sustitución de los anillos aromáticos,
γCHAR1 (870-860 cm-1), γCHAR2,3 (800-810 cm-1), γCHAR4 (760-740 cm-1) y la
vibración de deformación de cuatro grupos metilo γCH2,n (722-727 cm-1)
(Buenrostro et al., 2002; Conley, 1972; Dyer, 1965; Langhoff et al.,1998).
Adicionalmente, los agregados y asfaltenos, presentaron una banda amplia entre
3500 y 3200 cm-1, inicialmente atribuida a la humedad de las muestras (Chirsty et
al., 1989). La literatura reporta (Speight, 1991) en esta región la presencia de grupos
oxigenados con una vibración en 3585 cm-1, pero sólo cuando las muestras son
analizadas a bajas concentraciones, normalmente menores del 0,01% m.
23.
24. Los resultados muestran una banda definida entre 3437 y 3438 cm-1, que puede
asignarse a la presencia de puentes de hidrógeno intermoleculares entre grupos
hidroxilo, cuyo desplazamiento se debe a la formación de los puentes de hidrógeno
en estos grupos (Speight, 1991). Algunos autores (Speight, 1991) muestran que los
asfaltenos presentan bandas de absorción en 1680 y 1760 cm-1 y las atribuyen a
presencia de cetonas, que se hacen visibles por acetilación cerca de la función
hidroxilo, (que puede servir como un puente de hidrógeno de la cetona),
procedimiento que "libera" estas funciones y que corre la vibración hacía 1600 cm-
1. Sin embargo, Borrego et al. (1996) atribuyen esta banda (1600 cm-1) a
vibraciones de estiramiento de carbonos aromáticos C=C. Los espectros de los
asfaltenos y agregados de este estudio, muestran bandas de vibración entre 1609-
1580 cm-1, que son asignadas a las reportadas por Borrego et al. (1996).
25. Los espectros de las resinas I (Figura 3), presentan en general las mismas bandas
de vibración. En la región C=C del espectro, las resinas I presentan algunas bandas
adicionales respecto a los asfaltenos. La banda entre 1698 y 1695 cm-1,
corresponde a vibración de grupos carbonilo y carboxilo (ν;C=O), banda reportada
y asignada al mismo grupo en la literatura (Buenrostro et al., 2002; Borrego et al.,
1996; Hudgins and Sanford, 1998). La banda entre 1658-1655 cm-1, se puede
atribuir a vibraciones de funciones oxigenadas en la muestra, que en la literatura
son atribuidas a vibraciones de cetonas (posiblemente quinonas) (Buenrostro et
al., 2002; Borrego et al., 1996) o funciones ácido (Langhoff et al.,1998). Igualmente,
una vibración adicional entre 1300-1308, asignada en la literatura (Buenrostro et
al., 2002; Borrego et al., 1996) a modos de vibración de esteres, ácidos o alcoholes
y las bandas entre 1301 y 1000 cm-1, atribuidas a vibraciones de estiramiento de
alcoholes y éteres. Para asignar estas bandas a un grupo funcional determinado,
se recomienda un estudio más profundo realizando reacciones químicas específicas
para cada grupo funcional, pero es claro que éstas vibraciones están relacionadas
con funciones oxigenadas, que de acuerdo con el análisis elemental, hay una mayor
presencia en la fracción de resinas, con una mayor concentración en las resinas II.
Resonancia Magnética Nuclear (RMN)
Los espectros de 1H RMN y 13C RMN, fueron integrados para obtener los
parámetros estructurales, lo que permite proponer las estructuras promedio y
establecer las diferencias entre ellas. La Tabla 5 muestra las zonas de integración
y los valores de las áreas integradas y normalizadas de acuerdo con las
metodologías propuestas por diferentes autores (Poveda, 2004; Rongbao et
al., 1988). Para calcular los parámetros estructurales promedio, se requiere conocer
el peso molecular promedio (se utilizó el reportado por GPC) y el análisis elemental
(Tabla 6).
Al comparar los parámetros obtenidos para los asfaltenos y los agregados, se
obtiene la misma tendencia encontrada en las diferentes técnicas analizadas,
donde, en términos generales, los agregados presentan un menor factor de
aromaticidad, menor número de carbonos aromáticos por molécula, cadenas
alquílicas con un mayor número de carbonos y un menor número de anillos
aromáticos por molécula.
Los agregados y los asfaltenos tienen un número similar de hidrógenos por molécula
promedio, hidrógenos aromáticos y carbonos aromáticos pericondensados. Por otro
lado, el número de carbonos aromáticos catacondensados es mayor en los
asfaltenos, lo cual indica un mayor agrupamiento de los anillos aromáticos y una
mayor complejidad en la estructura. Los parámetros estructurales promedios
calculados por RMN, los principios de la mecánica molecular y la aplicación del
programa Hyperchem 7,5 que minimiza la energía de la molécula en el vacío,
permiten proponer una de las tantas estructuras posibles para los asfaltenos del
crudo Castilla (Figura 4).
26. Algunos autores (Speight, 1991; Carnahan and Quintero, 1995) reportan estructuras
de asfaltenos de crudos pesados venezolanos con un menor número de anillos
aromáticos asociados a su estructura (entre 8-10 anillos). Otros autores (Murgich et
al.,1996; Murgich et al., 2001) muestran estructuras de asfaltenos con un número
similar de anillos aromáticos (23) a los encontrados en este trabajo (25). Los
parámetros estructurales evaluados dependen de varios factores: como el peso
molécular empleado (que varía dependiendo del método, del solvente, del estándar
y rango de concentración empleada, de la procedencia y obtención de la muestra,
etc), de la procedencia y método de obtención de los asfaltenos y del método de
integración de los espectros obtenidos.
27. Al comparar los parámetros estructurales de las resinas I y II, se observa que la
resina II tiene un mayor número de carbonos y de hidrógenos por molécula
promedio. Sin embargo, la relación H/C es menor, lo cual indica su mayor grado de
insaturación. Teniendo en cuenta los carbonos aromáticos por molécula, se observa
un mayor número en las resinas II, lo que indica que estas estructuras tienen una
mayor aromaticidad. Si se compara los hidrógenos aromáticos, es posible afirmar
que debido a su disminución, la resina I tiene una alta condensación de la estructura
aromática, resultado que se confirma con el mayor número de carbonos
catacondensados. Este resultado se refleja en un mayor agrupamiento de los anillos
aromáticos; es decir, las resinas I, a pesar que tienen un menor factor de
aromaticidad, tienen una estructura aromática más condensada, con sus anillos
aromáticos totalmente asociados, característica que le da una mayor estabilidad y
facilidad para interactuar con las moléculas de asfaltenos, formando agregados,
aspecto que se favorece con el menor peso molecular encontrado por los dos
métodos.
28.
29.
30. La longitud de las cadenas alquílicas muestra que las resinas II tienen un mayor
número de carbonos asociadas a ellas, es decir, una mayor longitud de las mismas.
De igual manera que en los asfaltenos, y empleando el mismo programa se
utilizaron los parámetros estructurales para proponer la posible estructura de las
resinas I y II, las cuales se observan, desde diferentes vistas, en las Figuras 5 y 6.
Las estructuras propuestas difieren respecto a lo reportado en la literatura, en
cuanto al número de anillos aromáticos, pues algunos autores (Murgich et al.,1996;
Murgich et al., 2001; Carnahan and Quintero, 1995) reportan estructuras de resinas
(sin especificar su procedencia), con un número máximo de 4-6 anillos aromáticos,
utilizando el peso molecular obtenido por VPO, que generalmente es más bajo que
el utilizado en este trabajo (GPC). En este caso es igualmente válido lo expuesto
para los asfaltenos, respecto a las variaciones que pueden presentar las estructuras
cuando se trabaja con un peso molecular obtenido por otro método.
31. Los resultados obtenidos por las diferentes técnicas, muestran claras diferencias
entre las resinas I y II y permite explicar la preferencia de las resinas I para precipitar
con los asfaltenos del crudo, lo que puede atribuirse a su estructura tipo planar. Las
cadenas alquílicas y los heteroátomos presentes ayudan a generar las interacciones
moleculares con los asfaltenos, formando de esta manera agregados, donde
quedan atrapadas moléculas más livianas que inevitablemente son arrastradas
durante la precipitación de estas fracciones.
Determinación de la influencia de las resinas I en el punto de floculación "onset" de
los asfaltenos del crudo Castilla
La Figura 7 muestra el efecto de las resinas I en el punto de floculación de los
asfaltenos del crudo castilla, cuando se titula con Apiasol, tanto en el crudo original,
como las mezclas con 2,5 y 5%m de resinas I (% sobre el crudo reducido).
Se observa el cambio en el punto de floculación de los asfaltenos con la adición de
resinas I. Bajo las mismas condiciones de presión y temperatura, los asfaltenos en
una muestra de crudo Castilla combinada con 2,5% de resinas I requiere de un
incremento de 12,8% v del solvente titulante para obtener su floculación, mientras
que la mezcla con 5% m de resina I es necesario incrementar en 64,8% v la cantidad
de solvente para su floculación. Se observa que la adición de resinas I retarda el
punto de floculación de los asfaltenos.
32. Los resultados obtenidos concuerdan con lo encontrado por otros autores
(Carnahan et al., 1999; Goual et al., 2002; Hammami et al., 1998) en cuanto al
concepto favorable de la adición de resinas I o II al crudo. Es importante tener en
cuenta que las resinas I de Hammami (1998), no son equivalente a las resinas I de
Carnahan (1999), ni a las de este estudio. Goual y Firoozabadi (2002), no
especifican cuál resina fue adicionada. De cualquier manera, estos resultados
indican claramente que la adición de resinas I al crudo estabilizan los asfaltenos del
crudo Castilla, dificultando y/o retrasando su precipitación. El hecho de que sea
necesario adicionar más solvente para alcanzar el punto de precipitación de los
asfaltenos, significa que éstos han sido estabilizados por la resina I, es decir, la
resina adicionada está interactuando con los asfaltenos del crudo y para que esto
ocurra es preciso que los asfaltenos tengan puntos de contactos disponibles para
que se realice la interacción entre éstas moléculas.
Este comportamiento puede atribuirse a la generación de interacciones entre las
resinas I adicionadas y los agregados resina-asfalteno presentes en el crudo,
posiblemente por la formación de un agregado con una mayor cantidad de resina
estabilizante. La aplicación de este concepto a los procesos en los que se necesita
estabilidad de los asfaltenos en sus cargas de crudo, tanto a temperatura ambiente
como a condiciones severas de presión y temperatura, puede ser favorable. Cabe
resaltar que existe una amplia diferencia en la cantidad del solvente requerido para
lograr la precipitación de los asfaltenos en los crudos mezclados con resinas I, el
cual se incrementa alrededor de un 50% entre las dos concentraciones de resinas I
evaluadas. Es posible que haya un porcentaje óptimo de resinas I para lograr un
máximo en la inhibición de la precipitación de los asfaltenos, pero, debido a la poca
cantidad de resinas disponibles para realizar las mezclas, no fue posible probar una
gama más amplia de concentraciones de resinas I en el crudo.