Obtención de CO2

1 OBJETIVOObtener dióxido de carbono a micro escala , como parte importante del efecto invernadero y sus propiedades.

2 INTRODUCCIÓN El Dióxido o Bióxido de carbono es un gas no inflamable, sin color, sin olor, que forma parte del aire.El aire contiene tan sólo 0.03% de Bióxido de carbono, por lo que no puede ser considerada una fuente de obtención. El Bióxido de Carbono tiene que ser obtenido por otras variantes industriales. INFRA posee la infraestructura necesaria para obtenerlo en la cantidad y calidad requeridas. Para mantenerlo en estado líquido, que es como se envasa y comercializa, INFRA utiliza sistemas de refrigeración y alta presión.El Bióxido de Carbono se utiliza como gas en los refrescos, les da el sabor ácido y la estimulante sensación de burbujeo tan característica en esa clase de bebidas, también es útil en vinos y otras bebidas. Debido a su característica de gas inerte, es utilizado también para inertización de reactores, tanques o equipos de transferencia. También es utilizado en procesos de soldadura por arco, en la industria de fundición, del plástico y en la industria química entre otras.

Descripción.

El Bióxido de carbono (también dióxido de carbono, óxido de carbono y anhídrido carbónico) es una molécula compuesta por dos átomos de oxígeno y uno de carbono. Su fórmula química es CO2.

El Bióxido de Carbono (CO2) es un gas inerte, incoloro, inodoro e insípido, que está presente en nuestra atmósfera de manera natural; además de ser dieléctrico, no ser flamable, ni permitir la combustión.

El CO2 es uno de los gases de efecto invernadero que contribuye a que la Tierra tenga una temperatura habitable, siempre y cuando se mantenga en unas cantidades determinadas. Sin dióxido de carbono, la Tierra sería un bloque de hielo. Por otro lado un exceso de CO2 impide la salida de calor de la atmósfera y provoca un calentamiento excesivo del planeta.

El CO2 se utiliza en bebidas carbonatadas para darles efervescencia. Se utiliza como agente extintor eliminando el oxígeno para el fuego. También en refrigeración como líquido refrigerante en máquinas frigoríficas como hielo seco.

Propiedades Físicas.

Fórmula química : CO2

Densidad 1.6 kg/m3; 0,0016 g/cm3

Masa 44,0 u

Punto de fusión 195 K (–78 °C)

Punto de ebullición 216 K (–57 °C)

Punto de descomposición K (-273,15 °C)

Temperatura crítica K (-273,15 °C)

Estructura cristalina Parecida al cuarzo

Viscosidad 0,07 cP a −78 °C

Características.

No inflamable. Incoloro. Inodoro. Más pesado que el aire. Oxidante al contacto con el agua. No tóxico. Asfixiante.

Historia.

De la descomposición química de la marga y la caliza, el químico escocés Joseph Black, en el siglo XVIII, obtuvo un gas al que denominó "aire fijo".

Posteriormente, el químico Antoine Lavoisier, que sentó las bases de la química moderna, en uno de sus experimentos sobre combustión, identificó a un gas de las mismas características que el "aire fijo" de Joseph Black y que denominó óxido de carbono (IV).

En el año 2008, a través del telescopio espacial Hubble, se descubrió en el exoplaneta HD189733b, que se encuentra a una distancia de 60 años luz de la Tierra, la presencia de este gas. El anhídrido carbónico supone, según el investigador de la NASA, Mark Swain, un hallazgo emocionante ya que "en las circunstancias adecuadas, podría estar relacionado con la actividad biológica, como ocurre en la Tierra".

3 MATERIAL1 Jeringa de 10 mL

1 tapa de 1 cm de diámetro

1 tapa de 5 cm de diámetro

1 tapa para la jeringa

1 pipeta de 5 ml

1 tubo de ensaye

Balanza analítica

1 trozo de manguera de látex

4 PROCEDIMIENTO

Ilustración 1. La jeringa se debe lubricar con grasa de silicón, para poder tener un desplazamiento eficaz. Se pesan 0.22 g de bicarbonato de sodio (NaHCO3)

Ilustración 2 Se coloca el bicarbonato en la tapa pequeña y se coloca en el interior de la jeringa.

Ilustración 3succionar el reactivo líquido (5 mL de HCl) con la jeringa

Ilustración 4 Se agita la jeringa con cuidado, para que se mezcle el bicarbonato de sodio con el HCl

Ilustración 5En esta parte es donde se lleva a cabo la reacción para obtener el gas sin impurezas, se lava con aprox.5 ml de agua destilada y el gas se colocas en otra jeringa seca y limpia.

Ilustración 6 transferencia del gas lavado a través de una manguera de látex.

Ilustración 7 Lavado del gas.

Ilustración 8 Resultado. El gas se encuentra lavado y contenido en una jeringa seca y limpia

5 VERIFICACIÓN Para verificar que se obtuvo CO2 se colocó en un tubo de ensaye 3 ml de agua de cal, comprobando la siguiente reacción:

Ca(OH)2(aq)+CO2(g) CaCO3(S)+H2O(L)

Ilustración 9Agua de cal

Ilustración 10 Se introdujo la manguera que contiene el gas al tubo de ensaye con agua de cal

Ilustración 11 Formación de carbonato de calcio y agua.

6 CUESTIONARIO*Usos y aplicaciones del CO2

Uso Médico:

Criocirugía. Impulsador del diafragma en cirugía laparoscópica.

En mezclas con aire ú oxígeno, como estimulante respiratorio y promotor de la respiración profunda.

Uso Industrial:

Conservante de bebidas gaseosas y presurizante de su envase PET. Como agente extintor del fuego. Agrícola, estimulante del crecimiento vegetal en invernaderos de aire controlado.

Otros usos:

En grado Anaeróbico, obtención de medios anaeróbicos para el cultivo de microorganismos

En medio ambiente la inyección de dióxido de carbono permite controlar el pH, sobre todo durante el tratamiento de las aguas residuales. Esta es una solución alternativa al uso de ácido sulfúrico, el cual es un compuesto corrosivo y peligroso para el medio ambiente.

*Medidas de mitigación para disminuir las emisiones de CO2

México ha mantenido una política de desarrollo nacional consistente con una decidida acción para mitigar la emisión de GEIs. Esto corresponde con un ambicioso programa de reforma estructural, entre lo que resalta una importante serie de cambios en materia de regulación e instituciones que favorecen un desarrollo ambientalmente amigable, la apertura comercial.

• Captura de carbono

• Incremento de la captura de carbono- Programa Nacional de Reforestación- Campaña Nacional de Restauración Ecológica y contra el Cambio de Uso de Suelo de áreas afectadas por Incendios Forestales- Plantaciones Forestales Comerciales

• Conservación del carbono capturado- Programa de Defensa de la Frontera Forestal- Programa de Mejoramiento Agroecológico de la Producción Campesina- Programa de Áreas Naturales Protegidas- Programa Nacional de Inspección y Vigilancia Forestal- Unidades para la Conservación, Manejo y Aprovechamiento Sustentable de la Vida Silvestre- Manejo sustentable de los bosques naturales- Programa de Desarrollo Forestal- Programa Nacional de Protección Contra los Incendios Forestales

- Programa Especial y Emergente para la Restauración de las Áreas Afectadas por Incendios- Programa Nacional de Sanidad Forestal· Proyecto de Conservación de la Biodiversidad en Comunidades Indígenas de los estados de Oaxaca, Michoacán y Guerrero· Scolel Té, Chiapas· Captura de carbono mediante el cultivo de la Salicornia en Bahía de Kino, Sonora· Repoblación forestal permanente en la Reserva de la Biósfera de la Sierra Gorda, Querétaro· Desarrollo forestal sustentable y captura de carbono en la Selva Lacandona. Chiapas· Conservación biológica y cultural El Carricito, Sierra Madre Occidental

• Reducción de emisiones· Crecimiento del uso del gas natural sobre el combustóleo en la generación de energía eléctrica· Reducción de subsidios en los precios de los combustibles y en el aumento al impuesto en las gasolinas· Entrada en vigor de Normas Oficiales Mexicanas relacionadas a combustibles y a transporte· Entrada en vigor de Normas Oficiales Mexicanas para la eficiencia energética· Programas de aislamiento térmico de la vivienda· Programas en iluminación doméstica· Horario de Verano· Programa de Ahorro de Energía en Inmuebles de la Administración Pública Federal· Campaña de Ahorro y Uso Eficiente de Energía en Petróleos Mexicanos· Proyectos y programas del Fideicomiso para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE)· Revisión del sistema normativo para la regulación ambiental de la industria, impulsando la autorregulación industrial· Planes y programas para un reordenamiento territorial en ciudades· Acciones para mejorar el manejo de residuos sólidos municipales, en particular el apoyo a la creación de rellenos sanitarios· Acciones Instrumentadas Conjuntamente (AIC), entre los cuales resalta el proyecto ILUMEX, el cual recibió el primer certificado en el mundo en materia de reducción de emisiones en el área de energía- Proyecto ILUMEX- Proyecto de una mini red de energía renovable en San Juanico, BCS- Cervecería Cuauhtémoc Moctezuma (en proceso de aprobación)

En la Tercera comunicación nacional se mencionan los programas que comprenden medidas para mitigar el cambio climático:

• Sector energía

Tiene un papel decisivo en la mitigación de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). La Secretaría de Energía, en colaboración con sus empresas y órganos desconcentrados, instrumenta programas y acciones para el ahorro y uso efi ciente de la energía.En febrero de 2005 se estableció el Comité de Cambio Climático del Sector Energía, como instrumento de coordinación para el seguimiento, análisis y definición de políticas y actividades relacionadas con el cambio climático y el Mecanismo para un Desarrollo Limpio del Protocolo de Kioto.

Principales acciones de mitigación en el sector energético

Modificaciones regulatorias que fomentan la mitigación de emisiones mediante fuentes renovables:

- Ley para el Aprovechamiento de las Fuentes Renovables de Energía (LAFRE)- Programa de electrificación rural con energías renovables- Contrato de interconexión para fuentes renovables intermitentes- Permisos para la generación de energía eléctrica a partir de fuentes renovables- Depreciación acelerada

Aprovechamiento de energías renovables:- Plan de Acción para eliminar barreras para el desarrollo de la generación eoloeléctrica en México.- Proyectos eólicos de la Comisión Federal de Electricidad- Energía solar térmica

Desarrollo de energías renovables conectadas a la Red:- Proyecto de Energías Renovables a Gran Escala (PERGE)- Fondo Verde del PERGE- Servicios Integrales de Energía para Pequeñas Comunidades Rurales en México (SIEPCRM)- Programa de electrifi cación rural del Instituto de Investigaciones Eléctricas-Comisión Federal de Electricidad (IIE-CFE)

Eficiencia energética y ahorro de energía:- Normas Oficiales Mexicanas de Eficiencia Energética- Ahorros de energía por acciones del FIDE- Ahorros de energía por acciones del FIDE- Ahorro de energía en edificios de la Administración Pública Federal- Ahorro de energía en la Comisión Federal de Electricidad- Ahorro de energía en Petróleos Mexicanos (PEMEX)- Mecanismo para un Desarrollo Limpio- Combustibles fósiles más limpios

Proyectos de aprovechamiento de biogás y gas de minas

Cambio de combustibles- Plantas de ciclo combinado- Plan Nacional del Hidrógeno- Captura de carbono

Actividades de Investigación en el sector energía

Prospectiva de energías renovables. Una Visión al 2030 de la utilización de las energías renovables en MéxicoEnergías renovables para el desarrollo sustentable en MéxicoEvaluación del potencial de la biomasa como fuente de energíaEstudio de política de biocombustibles para MéxicoAprovechamiento del metano generado a partir del estiércol en granjas porcinas y vacunasEstudios de aprovechamiento de biogásControl conjunto de la contaminación urbana y de emisiones de gases de efecto invernadero en la Zona Metropolitana del Valle de MéxicoBeneficios locales y globales del Control de la Contaminación en la Zona Metropolitana del Valle de MéxicoControl conjunto de las emisiones locales y globales en la Zona Metropolitana de GuadalajaraModelación del impacto económico de la mitigación de emisiones de gases de efecto invernaderoEscenarios de emisiones y medidas de mitigación de gases de efecto invernadero en

sectores clave (transporte y desechos)Valoración de ecotecnologías en viviendas de interés social en Torreón, Coahuila y Mexicali, Baja CaliforniaDiseño de un plan de acción para promover la realización de inventarios e identifi cación de oportunidades para reducir las emisiones de gases de efecto de invernadero en la industria mexicana

• Sector Transporte

Principales acciones de mitigación en el sector transporte

Cumplimiento de la normatividad vigente y desarrollo de capacidades de verificación vehicular- Verificación de emisiones contaminantes de los vehículos de autotransporte- Norma Oficial Mexicana que regula los límites de emisión de gases provenientes de motores que utilizan diesel como combustible

Estudios para incrementar la eficiencia energética y reducir el consumo de combustibles (transporte carretero federal)- Convenio eficiencia energética vehículos y rendimiento de combustible

Desarrollo de capacidades en el sector comunicaciones y transporte- Incremento de la efi ciencia energética y reducción de consumo de combustibles

Apoyo al desarrollo de infraestructura para mejores prácticas de transporte urbano- Tren suburbano- Incentivos para automóviles híbridos y eléctricos

Esfuerzos de acción climática en el subsector autotransporte foráneo de carga y pasaje- Esfuerzos de acción climática en el subsector autotransporte foráneo de carga y pasaje- Mecanismo para un Desarrollo Limpio

• Desarrollo Social

Principales acciones de mitigación en el sector social

Residuos sólidos urbanos- Prospectiva del potencial de reducción de emisiones de GEI

Transporte intraurbano- Segundo Proyecto de Transporte Urbano- Estrategias de apoyo a autoridades locales para mejorar el desempeño del transporte urbano

• Sector forestal

Principales acciones de mitigación en el sector forestal

Programa de Desarrollo Forestal (PRODEFOR)Programa de Plantaciones Forestales Comerciales (Prodeplan)Programa de Conservación y Reforestación de Ecosistemas Forestales (Procoref)Programa de Desarrollo Forestal Comunitario (Procymaf II)Programa para la Integración y Desarrollo de Cadenas Productivas Forestales

Programa de Pago por Servicios Ambientales HidrológicosPrograma para Desarrollar el Mercado de Servicios Ambientales por Captura de Carbono, los derivados de la Biodiversidad y para fomentar el establecimiento y mejoramiento de los Sistemas Agroforestales (PSA-CABSA)Sistema Nacional de Áreas Naturales Protegidas (ANP)Sistema de Unidades de Manejo para la Conservación de la Vida Silvestre (UMA)Inventario Nacional Forestal y de Suelos

Actividades de Investigación en el sector forestal

La modelación de la deforestación en México e implicaciones para proyectos de captura de carbonoUso del suelo, cambio de uso del suelo y silviculturaÍndice de carbono para MéxicoProyecto Manejo Sustentable de Laderas (PMSL)Evaluación del potencial de captura de carbono en comunidades indígenas y campesinas del estado de OaxacaCaptura de carbono en los suelos de México y Centroamérica (Bioma A)Estudio del potencial de captura de carbono en cinco comunidades del municipio Tenosique, TabascoObtención de factores de emisión nacionales en el sector agropecuarioDiseño de una estrategia de restauración ambiental y prevención de incendios

• Sector agrícola

Principales acciones de mitigación en el sector agricola

Programa de fomento agrícolaReconversión productivaProgramas de fomento ganaderoManejo integrado de suelo y aguaMecanizaciónRehabilitación de las tierras de pastoreoPrograma nacional de microcuencas (FIRCO)Proyecto de energía renovable para la agricultura (FIRCO)Fondo de estabilización, fortalecimiento y reordenamiento de la cafeticulturaPrograma de prevención de incendios forestalesEstudios para cuantificar y reducir emisiones de carbono en la producción de azúcar

• Otras actividades relevantes en materia de mitigación

Estrategia Nacional de Acción Climática para el Sector EnergíaFondo Mexicano de CarbonoPrograma Mexicano del Carbono (PMC)Programa voluntario de contabilidad e informe de gases efecto invernadero (Programa GEI México)Herramientas adaptadas para la estimación de emisiones de gases de efecto invernaderoProyectos de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero bajo el Mecanismo para un Desarrollo Limpio del Protocolo de KiotoIniciativa de Metano a MercadosActividades realizadas por el gobierno del Distrito Federal 2001-2006- Estrategia Local de Acción Climática- Metrobús

- Relleno sanitario bordo poniente- Sistema de administración ambiental- Norma de calentamiento solar de agua- Actividades internacionales

*Medidas de adaptación para disminuir las emisiones de CO2

Se han creado programas como el “hoy no circula” que se lleva a cabo en el D.F, como también programas de verificación vehicular en los diferentes estados de la república mexicana para mitigar las emisiones de CO2y otros gases.

7 OBSERVACIONESSe observó que el contenido del gas disminuía mientras se trasfería a una jeringa seca y limpia.

8 CONCLUSIONESSe debe de realizar la transferencia del gas lo más pronto posible para evitar fugas en la jeringa.

9 BIBLIOGRAFÍAQuimica .William S Seese, G William Daub. Pearson Educación, 1996

Bióxido de carbono. Descripción, características, historia. Disponible en web: http://www.cryoinfra.com/productos-y-servicios/gases/bioxido-de-carbono-co2

Cambio climático en México. INE. Disponible en web: http://cambio_climatico.ine.gob.mx/comprendercc/qsehaceparamitigarelcc/ambitonacional.html