Wednesday, May 16, 2007

Electroquimica organica industrial

Aunque podría considerarse que la historia de la electroquímica industrial comenzó a partir del 1800, han sido comercializados pocos compuestos químicos orgánicos de producción electrolítica, tanto en pequeña como en gran escala. Dado que no es posible atribuir este hecho a que las moléculas orgánicas no puedan ser sintetizadas sobre un electrodo, varios autores han listado un número de factores, pero parecería que ninguno de ellos es el predominante.
Educación: En la formación de muy pocos químicos orgánicos se ha introducido la idea del uso de un electrodo en los métodos sintéticos y tampoco se les han dado conocimientos de electroquímica orgánica (ver 1.3: ¿Qué sucede entre los químicos orgánicos sintéticos y los electroquímicos?)
Disponibilidad de equipamiento: Hasta mediados de 1960, los químicos debían construir sus propios potenciostatos y fabricar sus celdas de laboratorio sobre la base de la propia intuición y equipos disponibles.
Materiales: Antes de 1950 no existían
plásticos químicamente resistentes, livianos y aislantes para la fabricación de celdas para uso comercial, a lo que se le sumaba el lento desarrollo de materiales para separar anolito de catolito.
Ingeniería: La
ingeniería electroquímica, que es una parte de la ingeniería química, se ha desarrollado lentamente, pero actualmente está bien establecida.
Con muchos de los inconvenientes subsanados, es de esperar avances trascendentales en el campo de la electrosíntesis orgánica para uso comercial. Posiblemente se estén llevando a cabo adelantos importantes, pero nada puede asegurarse dada la privacidad de las actividades comerciales. Uno de los
problemas fundamentales, no mencionado hasta ahora, es que si bien el electrón es uno de los reactivos más baratos, frecuentemente, en la electrosíntesis orgánica debe competir con reducciones y oxidaciones usando hidrógeno y oxígeno, respectivamente y además, siempre hay una segunda reacción en el contraelectrodo, la que es inevitable, y se adiciona al costo energético a menos que se realice una "síntesis pareada" (ver 6.2.3: Electrosíntesis pareada y celda – 200%).
Entonces, ¿donde están las oportunidades comerciales de la electrosíntesis orgánica? Después de interesantes discusiones en este tema, se llegó a la conclusión que un proceso de electrodo no es la respuesta a la mayoría de las rutas sintéticas de compuestos orgánicos a pesar de la amplia variedad de reacciones que pueden llevarse a cabo. Se podría decir que para que una reacción orgánica de electrodo sea de importancia comercial al compararla con una reacción química tradicional, deberían cumplirse uno o más de los siguientes criterios:
1. Alta selectividad y fácil procesamiento de la mezcla de reacción hasta obtener el producto deseado.
2. Uso de
materia prima barata.
3. Eliminación de una o más etapas del proceso químico convencional, probablemente llevando a cabo electroquímicamente una reacción química difícil.
4. Evitar residuos y/o permitir un reciclado efectivo del reactivo.
5. Obtener productos deseados tanto en el ánodo como en el cátodo: síntesis pareada (difícil de lograr!!)
Muchos de los anteriores criterios son comunes a los procesos químicos tradicionales.
Aunque la investigación en electroquímica orgánica considera muchas variables, tales como material de electrodo, densidad de corriente, potencial aplicado, composición del electrolito, pH y temperatura, para desarrollar un proceso de celda viable, se necesita además otro tipo de información y es aquí donde la
disciplina ingeniería electroquímica comienza a desempeñar su papel. La ingeniería electroquímica reúne de la electroquímica la cinética de electrodo y la termodinánica de celda, de la física la teoría de potencial y la teoría de transporte de la de la ingeniería química. Esto resulta en dos ramas de la ingeniería electroquímica, los procesos de transporte y la ingeniería de reacciones. La consideración de estos fenómenos no solo importa para producir una celda para trabajo comercial, sino también es la llave para lograr una buena síntesis en escala de laboratorio. Una pobre distribución de corriente, ineficaz transferencia de masa o mezclado en una celda de laboratorio puede resultar en un rendimiento elevado de productos secundarios no deseados.

1 comment:

Carlos said...

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