Appunti Industria chimica

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Author: Elle-Elvis

Revisionato il 29/06/2026

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Appunti di Industria Chimica.PDF di 93 pagine.Sono appunti presi a lezione del corso di Industria Chimica della facoltà di Chimica presso l'Università degli studi di Padova.Gli …

Esame Industria chimica

Facoltà Scienze matematiche fisiche e naturali

Dal corso del Prof. Mammi Stefano

Università Università degli Studi di Padova

A.A. 2019-2020

93 pagine

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Appunti industria chimica

Introduzione alla chimica

Chimica: nella pratica della chimica classica, l’obiettivo è sintetizzare una sostanza nella maniera più conveniente in termini del tempo del chimico e della strumentazione di laboratorio disponibile.

Chimica industriale: nella pratica della chimica industriale, l’obiettivo è produrre un prodotto al minimo costo totale in una scala che permetta di generare il massimo ritorno economico.

Storia dell'industria chimica

Sapone, coloranti (porpora, indaco), vetro e ceramiche sono noti da molto prima della rivoluzione industriale. Il sapone come tale è certamente noto dall’antichità. Il primo documento scritto risale a Plinio il Vecchio (23-79 d.C) secondo il quale i Galli, gli Egiziani e i Fenici (questi ultimi dal 600 a.C) producevano sapone da sego (grasso) di capra e cenere.

Nel XVIII secolo la manifattura del sapone era molto diffusa. La limitazione era nella soda caustica (NaOH) che non era facilmente disponibile, mentre il grasso animale sì. Infatti, dalle ceneri di legno si ottiene il carbonato di potassio (K₂CO₃) che non è molto efficace né rapido. Dal Medioevo si cominciò a “rafforzare” la soluzione di K₂CO₃ con calce spenta (Ca(OH)₂), ottenendo idrossido di potassio (KOH) e carbonato di calcio (CaCO₃) secondo la reazione:

K₂CO₃ + Ca(OH)₂ → 2KOH + CaCO₃

Le foreste europee furono salvate dall'avvento del processo Leblanc per la produzione di carbonato di sodio (Na₂CO₃). Questo implicò il passaggio da sali potassici a sali sodici dei saponi (meno solubili, in genere).

Rivoluzione industriale: 1800 in Gran Bretagna, più tardi altrove. Le prime richieste del mercato erano per composti inorganici: sabbia e soda per vetri, ipoclorito di calcio (Ca(ClO)₂) per il cotone, alcali per saponificazione (prima della cenere). Ci voleva acido solforico (H₂SO₄).

Processo Leblanc

Un processo obsoleto per la produzione di carbonato di sodio. Le materie prime erano cloruro di sodio (NaCl), acido solforico, carbone e carbonato di calcio, e il processo prevedeva due stadi. Inizialmente il cloruro di sodio era scaldato insieme all’acido solforico per dare solfato di sodio (Na₂SO₄):

2NaCl_(s) + H₂SO₄_(l) → Na₂SO₄_(s) + 2HCl_(g)

Il solfato di sodio veniva poi scaldato insieme al carbone e al carbonato di calcio:

Na₂SO₄ + 2C + CaCO₃ → Na₂CO₃ + CaS + 2CO₂

Processo Solvay

Il processo Solvay (o processo ammoniaca-soda) è un metodo industriale di produzione del carbonato di sodio a partire dal carbonato di calcio e dal cloruro di sodio. Inizialmente il carbonato di calcio è scaldato per dare ossido di calcio (CaO) e anidride carbonica, la quale è fatta poi gorgogliare in una soluzione di cloruro di sodio in ammoniaca (NH₃). Il bicarbonato di sodio (NaHCO₃) è il precipitato:

CaCO₃ → CaO + CO₂_(g)
CO₂_(g) + H₂O + NaCl_(aq) + NH₃_(aq) → NaHCO₃_(s)↓ + NH₄Cl_(aq)

In seguito il bicarbonato di sodio è scaldato per dare carbonato di sodio e anidride carbonica. Il cloruro d'ammonio (NH₄Cl) è scaldato insieme all'ossido di calcio (CaO proveniente dal primo step) per rigenerare l'ammoniaca.

2NaHCO₃_(s) → Na₂CO₃ + CO₂_(g) + H₂O
2NH₄Cl_(aq) + CaO → 2NH₃_(aq) + CaCl₂ + H₂O

Il processo fu brevettato nel 1861 dal chimico belga Ernest Solvay (1838-1922). Il processo ha come unico sottoprodotto il cloruro di calcio.

I coloranti

La porpora di Tiro deriva da un composto bianco-crema estratto da un mollusco; il tirindossile solfato viene desolfatato enzimaticamente e parzialmente ossidato all'aria a 6-bromo-2-metiltioindoleninone. I due composti formano un complesso 1:1 (tiriverdina) che è convertito dalla luce del sole nel 6,6’-dibromoindaco.
Nel 1856, W.H. Perkin scoprì il primo colorante sintetico, la Mauveina, di color malva. Stava cercando di ottenere la chinina per ossidazione dell’allilitoluidina con bicromato di potassio in acido solforico, basandosi solo sulle formule brute: 2C₁₀H₁₃N + 3[O] → C₂₀H₂₄N₂O₂ + H₂O. Poiché la reazione non dava il prodotto voluto, la riprovò sull’anilina.

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