Cianamida de calcio
La cianamida de calcio es el compuesto inorgánico de fórmula CaCN 2 . Es la sal cálcica de la cianamida ( CN2−
2) anión. Este producto químico se utiliza como fertilizante [3] y se conoce comercialmente como nitrolima . Fue sintetizado por primera vez en 1898 por Adolph Frank y Nikodem Caro ( proceso Frank-Caro ). [4]
En su búsqueda de un nuevo proceso para producir cianuros para la lixiviación de oro con cianuro , Frank y Caro descubrieron la capacidad de los carburos alcalinotérreos para adsorber nitrógeno atmosférico a altas temperaturas. [5] Fritz Rothe, un colega de Frank y Caro, logró en 1898 superar los problemas con el uso de carburo de calcio y aclaró que alrededor de 1100 °C no se forma cianuro de calcio sino cianamida de calcio en la reacción. De hecho, el producto objetivo inicial, el cianuro de sodio , también se puede obtener a partir de la cianamida de calcio fundiéndola con cloruro de sodio en presencia de carbono: [6]
Frank y Caro desarrollaron esta reacción para un proceso de producción continuo a gran escala. El proceso fue particularmente desafiante debido a los requisitos de equipo requeridos por las altas temperaturas durante el paso inicial del encendedor. Este proceso requiere un control meticuloso de la temperatura, ya que el punto de fusión de la cianamida cálcica es sólo unos 120 °C inferior al punto de ebullición del cloruro sódico.
En 1901, Ferdinand Eduard Polzeniusz patentó un proceso que convierte el carburo de calcio en cianamida de calcio en presencia de cloruro de calcio al 10 % a 700 °C. Sin embargo, la ventaja de reducir la temperatura de reacción en aproximadamente 400 °C debe sopesarse frente a la gran cantidad de cloruro de calcio requerida y el control discontinuo del proceso. Sin embargo, ambos procesos (el proceso Rothe-Frank-Caro y el proceso Polzeniusz-Krauss) jugaron un papel en la primera mitad del siglo XX. En el año récord de 1945, un total de aprox. Se produjeron 1,5 millones de toneladas en todo el mundo utilizando ambos procesos. [7] Frank y Caro también notaron la formación de amoníaco a partir de la cianamida de calcio. [8]
Albert Frank reconoció la importancia fundamental de esta reacción como un gran avance en la provisión de amoníaco a partir del nitrógeno atmosférico y en 1901 recomendó la cianamida cálcica como fertilizante nitrogenado. Entre 1908 y 1919 se instalaron en Alemania cinco plantas de cianamida cálcica con una capacidad total de 500.000 toneladas al año y una en Suiza. [9] Era en ese momento el fertilizante nitrogenado más barato con eficacia adicional contra las malas hierbas y las plagas de las plantas y tenía grandes ventajas sobre los fertilizantes nitrogenados convencionales. Sin embargo, la implementación a gran escala de la síntesis de amoníaco a través del proceso Haberse convirtió en un serio competidor del proceso de Frank Caro, que consume mucha energía. Como la urea (formada a través del proceso Haber-Bosch) era significativamente más rica en nitrógeno (46 % en comparación con un contenido de nitrógeno aproximado del 20 %), más económica y de acción más rápida, el papel de la cianamida de calcio se redujo gradualmente a un fertilizante nitrogenado multifuncional en aplicaciones de nicho. . Otras razones de su pérdida de popularidad fueron su color negro sucio, su apariencia polvorienta y sus propiedades irritantes, así como su inhibición de una enzima que degrada el alcohol y que provoca la acumulación temporal de acetaldehído en el cuerpo, lo que provoca mareos, náuseas y una reacción de rubor por alcohol . cuando se consume alcohol en el momento de la exposición corporal.
La cianamida de calcio se prepara a partir de carburo de calcio . El polvo de carburo se calienta a unos 1000 °C en un horno eléctrico en el que se hace pasar nitrógeno durante varias horas. [10] El producto se enfría a temperatura ambiente y cualquier carburo que no haya reaccionado se lixivia cuidadosamente con agua.
