Atmósfera reductora - Reducing atmosphere
Una atmósfera reductora es una condición atmosférica en la que se previene la oxidación mediante la eliminación de oxígeno y otros gases o vapores oxidantes, y que puede contener gases reductores activos como hidrógeno , monóxido de carbono y gases como el sulfuro de hidrógeno que serían oxidados por cualquier presente. oxígeno. Aunque al principio de su historia la Tierra tenía una atmósfera reductora, ahora tiene una atmósfera oxidante con oxígeno molecular ( dioxígeno , O 2 ) como principal agente oxidante .
Operaciones de fundición
La misión principal de la fundición de hierro es la conversión de óxidos de hierro (minerales de hierro purificados) en hierro metálico. Esta reducción generalmente se efectúa usando una atmósfera reductora que consiste en alguna mezcla de gas natural , hidrógeno (H 2 ) y monóxido de carbono . El subproducto es dióxido de carbono .
Procesando metal
En el procesamiento de metales, se utiliza una atmósfera reductora en los hornos de recocido para relajar las tensiones del metal sin corroer el metal. Un gas no oxidante, normalmente nitrógeno o argón, se usa típicamente como gas portador de modo que se pueden usar cantidades diluidas de gases reductores. Por lo general, esto se logra mediante el uso de los productos de combustión de los combustibles y la adaptación de la proporción de CO: CO 2 . Sin embargo, otras atmósferas reductoras comunes en las industrias de procesamiento de metales consisten en amoníaco disociado, vacío y / o mezcla directa de gases apropiadamente puros de N 2 , Ar y H 2 .
También se utiliza una atmósfera reductora para producir efectos específicos sobre los artículos cerámicos que se hornean. Se produce una atmósfera de reducción en un horno de combustión reduciendo el tiro y privando al horno de oxígeno. Este nivel reducido de oxígeno provoca una combustión incompleta del combustible y eleva el nivel de carbono dentro del horno. A altas temperaturas, el carbono se unirá y eliminará el oxígeno de los óxidos metálicos utilizados como colorantes en los esmaltes. Esta pérdida de oxígeno da como resultado un cambio en el color de los esmaltes porque permite que los metales en el esmalte se vean sin oxidar. Una atmósfera de reducción también puede afectar el color del cuerpo de arcilla. Si hay hierro en el cuerpo de arcilla, como ocurre en la mayoría de los gres , también se verá afectado por la atmósfera de reducción.
En la mayoría de los incineradores comerciales , se crean exactamente las mismas condiciones para fomentar la liberación de humos que contienen carbono. Estos humos luego se oxidan en túneles de regeneración donde se inyecta oxígeno progresivamente. La reacción de oxidación exotérmica mantiene la temperatura de los túneles de regeneración. Este sistema permite emplear temperaturas más bajas en la sección del incinerador, donde los sólidos se reducen volumétricamente.
Origen de la vida
Se especula ampliamente que la atmósfera de la Tierra primitiva se ha estado reduciendo. El experimento de Miller-Urey , relacionado con algunas hipótesis sobre el origen de la vida, implicó reacciones en una atmósfera reductora compuesta por una atmósfera mixta de metano , amoníaco y sulfuro de hidrógeno . Algunas hipótesis sobre el origen de la vida invocan una atmósfera reductora constituida por cianuro de hidrógeno (HCN). Los experimentos muestran que el HCN se puede polimerizar en presencia de amoníaco para dar una variedad de productos, incluidos los aminoácidos .
El mismo principio se aplica a Marte , Venus y Titán . Este habría demostrado ser un buen ambiente para que las cianobacterias desarrollen las primeras vías metabólicas fotosintéticas , que gradualmente aumentaron la porción de oxígeno de la atmósfera, cambiándola a lo que se conoce como atmósfera oxidante. Con mayores niveles de oxígeno, podría haberse habilitado la evolución de la respiración aeróbica más eficiente, permitiendo que la vida animal evolucione y prospere.
en contraste con la hipótesis de la atmósfera reductora temprana, existe evidencia de que los niveles de oxígeno atmosférico de Hadean eran similares a los de hoy. Estos resultados sugieren que los bloques de construcción prebióticos se obtuvieron de otras partes de la galaxia. Sin embargo, los resultados no son contrarios a las teorías existentes sobre el viaje de la vida de organismos anaeróbicos a aeróbicos. Los resultados cuantifican la naturaleza de las moléculas de gas que contienen carbono, hidrógeno y azufre en la atmósfera más antigua, pero no arrojan luz sobre el aumento mucho más tardío del oxígeno libre en el aire.
Ver también
- Atmósfera de la Tierra : capa de gas que rodea la Tierra
- Paleoclimatología : estudio de los cambios en el clima antiguo
- Paleoatmosfera : atmósfera antigua, particularmente de la Tierra, en el pasado geológico
- Redox : reacción química en la que se cambian los estados de oxidación de los átomos