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LA ESTEQUIOMETRÍA

En química, es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactivos y productos en el transcurso de una reacción química. Estas relaciones se pueden deducir a partir de la teoría atómica, aunque históricamente se enunciaron sin hacer referencia a la composición de la materia, según distintas leyes y principios.

El primero que enunció los principios de la estequiometría fue Jeremias Benjamin Richter (1762-1807), en 1792. Escribió:

La estequiometría es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa en la que los elementos químicos que están implicados.
Mezcla, Proporciones Y Condiciones Estequiométricas
Cuando los reactivos de una reacción están en cantidades proporcionales a sus coeficientes estequiométricos se dice:
·La mezcla es estequiométrica;
·Los reactivos están en proporciones estequiométricas;
·La reacción tiene lugar en condiciones estequiométricas;
Las tres expresiones tienen el mismo significado.
En estas condiciones, si la reacción es completa, todos los reactivos se consumirán dando las cantidades estequiométricas de productos correspondientes. Si no en esta forma existirá el reactivo limitante que es el que está en menor proporción que en base a él se trabajan todos los cálculos.
Ejemplo:
·¿Qué cantidad de oxígeno es necesaria para reaccionar con 100 gramos de carbono produciendo dióxido de carbono?
Masa atómica del oxígeno = 15,9994.
Masa atómica del carbono = 12,0107.
La reacción es:

Para formar una molécula de dióxido de carbono, hacen falta un átomo de carbono y dos de oxígeno, o lo que es lo mismo, un mol de carbono y dos mol de oxígeno.

Despejando x:

Realizadas las operaciones:

GAS NATURAL LÍQUIDO GNL
El gas natural licuado (GNL) es gas natural que ha sido procesado para ser transportado en forma líquida. Es la mejor alternativa para monetizar reservas en sitios apartados, donde no es económico llevar el gas al mercado directamente ya sea por gasoducto o por generación de electricidad. El gas natural es transportado como líquido a presión atmosférica y a -161 °C donde la licuefacción reduce en 600 veces el volumen de gas transportado.
Razones Para Licuar El Gas Natural Gnl
El gas natural se transporta generalmente utilizando gasoductos pero, para grandes distancias, resulta más económico usar buques. Para transportarlo así es necesario licuarlo, dado que a la temperatura ambiente y a la presión atmosférica ocupa un volumen considerable. El proceso de licuefacción reduce el volumen del gas natural 600 veces con respecto a su volumen original. Aproximadamente la mitad de las reservas de hidrocarburos conocidas hoy son yacimientos de gas natural. Con frecuencia se encuentran ubicadas en regiones con poca demanda de gas. Sin embargo, al licuarlo, puede transportarse con total seguridad hasta su mercado de destino utilizando buques, de manera similar al petróleo crudo.

Impacto Ambiental
El GNL tiene el menor impacto ambiental de todos los combustibles por su alto contenido de hidrógeno. Los derrames de GNL se disipan en el aire y no contaminan el suelo ni el agua. Como combustible vehicular, reduce las emisiones de óxidos de nitrógeno (NO_x ) en un 70%, y no produce compuestos de azufre ni partículas. Para la generación eléctrica las emisiones de dióxido de azufre, SO₂ prácticamente quedan eliminadas, y las emisiones de CO₂ se reducen en un 40%.
Todos los sistemas de producción y transporte, así como la planta de proceso, están diseñados para evitar fugas y prevenir incendios; es el caso de los sistemas de transferencia de GNL de y hacia los barcos, envío o re-vaporización (o regasificación) de GNL. Hay algunas diferencias de diseño respecto a las plantas de gas, pero las consideraciones ambientales, de seguridad y de salud son las mismas o más estrictas. Los principales riesgos son su baja temperatura (riesgo criogénico) y su combustibilidad.
GAS LICUADO DE PETRÓLEO GLP
El gas licuado del petróleo (GLP) es la mezcla de gases condensables presentes en los gases naturales o disueltos en el petróleo. Los componentes del GLP, aunque a temperatura y presión ambientales son gases, son fáciles de condensar, de ahí su nombre. En la práctica, se puede decir que los GLP son una mezcla de propano y butano.
El propano y butano están presentes en el petróleo crudo y el gas natural, aunque una parte se obtiene durante el refino de petróleo, sobre todo como subproducto de la destilación fraccionada catalítica (FCC, por sus siglas en inglés Fluid Catalytic Cracking).
Usos del Gas Licuado del Petróleo GLP
Los usos principales del GLP son los siguientes:
·Obtención de olefinas, utilizadas para la producción de numerosos productos, entre ellos, la mayoría de los plásticos.
·Combustible para automóviles
·Combustible de refinería.
·Combustible doméstico (mediante garrafas o redes de distribución).

GAS NATURAL GN
El gas natural es una fuente de energía no renovable formada por una mezcla de gases que se encuentra frecuentemente en yacimientos de petróleo, no-asociado (solo), disuelto o asociado con el (acompañando al) petróleo o en depósitos de carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se extrae, está compuesto principalmente por metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 ó 95% (p. ej., el gas no-asociado del pozo West Sole en el Mar del Norte), y suele contener otros gases como nitrógeno, CO₂, H₂S, helio y mercaptanos. Como ejemplo de contaminantes cabe mencionar el gas no-asociado de Kapuni (NZ) que contiene hasta 49% de CO₂. Como fuentes adicionales de este recurso natural, se están investigando los yacimientos de hidratos de metano que, según estimaciones, pueden suponer una reserva energética muy superiores a las actuales de gas natural.
Puede obtenerse también con procesos de descomposición de restos orgánicos (basuras, vegetales - gas de pantanos) en las plantas de tratamiento de estos restos (depuradoras de aguas residuales urbanas, plantas de procesado de basuras, de alpechines, etc.). El gas obtenido así se llama biogás.
Generación de CO₂ en Comparación con otros Gases
El gas natural produce mucho menos CO₂ que otros combustibles como los derivados del petróleo, y sobre todo el carbón. Además es un combustible que se quema más limpia y eficazmente.
La razón por la cual produce poco CO₂ es que el principal componente, metano, contiene cuatro átomos de hidrógeno y uno de carbono, produciendo 2 moléculas de agua por cada una de CO₂, mientras que los hidrocarburos de cadena larga (líquidos) producen sólo 1 molécula de agua por cada 1 de CO₂ (recordemos que el calor de formación del agua es muy alto).
Como ventaja añadida es un combustible más versátil, que puede utilizar en sistemas de generación más eficientes como el ciclo combinado o la pila de combustible y su obtención es más sencilla en comparación con otros combustibles. Sin embargo, su contenido energético por unidad de volumen es bajo en comparación con otros combustibles.

Liquido del Gas Natural LGN = GLP + GN
Los líquidos del gas natural (LGN), formados por etano, propano, butano y otros componentes hidrocarburos más pesados, son utilizados en el mercado interno como combustible y materia prima (industria petroquímica entre ellas).
Para convertir el gas natural en líquido, se enfría el gas tratado hasta aproximadamente -161 °C, que es la temperatura a la cual el metano -su componente principal- se convierte a forma líquida. El proceso de licuefacción es similar al de refrigeración común: se comprimen los gases refrigerantes produciendo líquidos fríos, tales como propano, etano / etileno, metano, nitrógeno o mezclas de ellos, que luego se evaporan a medida que intercambian calor con la corriente de gas natural. De este modo, el gas natural se enfría hasta el punto en que se convierte en líquido. Una vez que el gas ha sido licuado se somete a un proceso de Joule Thompson o expansión con extracción de trabajo para poderlo almacenar a presión atmosférica. El GNL producido se almacena en tanques especiales para ser luego transferido a buques tanques especiales de transporte.
El gas natural extraído de los yacimientos, es un producto incoloro e inodoro, no tóxico y más ligero que el aire. Procede de la descomposición de los sedimentos de materia orgánica atrapada entre estratos rocosos y es una mezcla de hidrocarburos ligeros en la que el metano (CH4) se encuentra en grandes proporciones, acompañado de otros hidrocarburos y gases cuya concentración depende de la localización del yacimiento.

GAS NATURAL PARA VEHÍCULOS GNV, VENTAJAS Y DESVENTAJAS
El GLP o AUTOGÁS.

El GLP está formado en su mayoría por butano y propano, y se obtiene tanto del gas natural como del proceso de destilación del petróleo, es un gas disponible en grandes cantidades a lo largo del planeta, por lo que, en principio no se agotaría fácilmente.

Su principal ventaja es que cualquier coche de gasolina puede, con una pequeña modificación, utilizarlo, a partir de entonces pasará a ser bifuel y podrá circular con cualquiera de los dos combustibles.
Ventajas:
·Economía para el usuario; por su menor costo de producción, el gas natural siempre será más económico que los combustibles tradicionales. Esta economía no es solo por su precio si no por los ahorros en los costos de mantenimiento del vehículo ya que incrementa la vida de ciertos elementos como bujías, sistema de escape, carburador, así como del lubricante.
·Protección del medio ambiente; Por ser el gas natural un combustible limpio, los productos resultantes de su combustión producen menor contaminación del ambiente, en comparación con otros combustibles automotores como la gasolina y el diesel.
·Transporte y distribución; Aprovechamiento de la infraestructura existente de gasoductos, líneas industriales y redes domésticas de gas natural, así como de las estaciones de servicio existente de gasolina, las cuales pueden transformarse en expendios mixtos gasolina/GNV.
·Confiabilidad del producto; El suministro al delta del GNV es mucho más seguro y confiable que el de los otros combustibles automotores, ya que la recepción del producto se realiza directamente a través de las redes de gas y no por camiones cisternas. Por otra parte, las características del producto lo hacen difícilmente adulterable.
·Ingreso Adicional de divisas; para la Nación representa la generación de ingresos adicionales de divisas, producto de la exportación de los volúmenes de hidrocarburos líquidos liberados en el mercado interno.
Desventajas:
·Peso/Volumen de los cilindros; El cilindro de almacenamiento del gas, significa un peso y espacio adicional que se traduce a una reducción de carga del vehículo, siendo esto particularmente crítico para los carros pequeños, esta desventaja no existe para los vehículos comerciales (minibuses, autobuses, pick-up, camiones etc) ya que estos pueden soportar el peso de esos tanques y además poseen un mayor espacio disponible para colocar cilindros de almacenamiento.
·Perdida de aceleración; Por sus características , el gas natural produce una pérdida de potencia en el vehículo de aproximadamente 15%, la cual se hace más manifiesta el la etapa de arranque del mismo, en los vehículos con motores de baja cilindrada.
Seguridad:
Por sus propiedades, el GNV es un combustible más seguro que los tradicionales, debido a que es más liviano que el aire y se disipa rápidamente, mientras que los vapores de la gasolina son 5 veces más pesados y por lo tanto pueden acumularse en lugares poco ventilados, creando mezclas potencialmente explosivas.
El rango de formación de mezclas explosivas es más amplio en la gasolina que en el GNV. El límite inferior de inflamabilidad es más bajo en la gasolina cuando se compara con el GNV, lo cual significa que es más probable la formación de mezclas inflamables aire-gasolina que Aire-GNV. Por otra parte, el GNV requiere mayor temperatura que la gasolina para una ignición espontánea en el aire.