Hidrogenación

Hidrogenación, reacción que implica la combinación de hidrógeno con ciertos compuestos orgánicos no saturados, especialmente con los hidrocarburos. Los compuestos orgánicos no saturados tienen como mínimo un par de átomos de carbono unidos por un doble o un triple enlace. Al tratar un compuesto no saturado con hidrógeno a la temperatura adecuada y en presencia de un catalizador, como por ejemplo níquel, platino o paladio finamente dividido, el enlace múltiple entre los átomos de carbono se rompe y a cada átomo de carbono se une un átomo de hidrógeno. Por ejemplo, al hidrogenar el eteno (C₂H₄) se obtiene etano (C₂H₆). La hidrogenación se usa también con moléculas más complicadas, obteniéndose gran variedad de productos sintéticos importantes en el laboratorio y en la industria.

La reacción de hidrogenación se aplica a escala industrial en numerosos procesos, como la hidrogenación de los aceites vegetales para producir numerosas grasas comestibles, por ejemplo la margarina. Los aceites son ésteres de ácidos grasos que contienen uno o varios dobles enlaces entre los átomos de carbono; las grasas sólidas son compuestos saturados. Al hidrogenar los aceites, que suelen tener un gusto y olor desagradable, se obtienen grasas cuyo olor y gusto son lo bastante inocuos como para poder utilizarlas en la cocina. La reacción se lleva a cabo a una temperatura de unos 200 °C en presencia de níquel finamente dividido y con hidrógeno a una presión de 3 a 4 atmósferas. Hay numerosos aceites vegetales baratos y abundantes, como el aceite de soja o soya y el aceite de semilla de algodón, que pueden hidrogenarse lo suficiente como para producir sólidos cremosos semejantes a la manteca a temperatura ambiente. Estos productos se usan a menudo en los alimentos. Los aceites de baja calidad, como por ejemplo los aceites de pescado, se hidrogenan y se usan en la fabricación de jabón y cera.

El proceso de hidrogenación se aplica también en la producción de gasolina sintética. El proceso Bergius, denominado así por el químico alemán Friedrich Bergius, se usa a gran escala en muchas partes del mundo donde los recursos de petróleo son escasos, y utiliza carbón y alquitrán de hulla como materia prima. El carbón, mezclado con un aceite pesado, se muele hasta convertirse en una pasta fina, y se calienta con hidrógeno, sometido a alta presión, en presencia de un catalizador compuesto por sulfuros metálicos. El aceite resultante vuelve a hidrogenarse, y en una tercera hidrogenación se obtiene gasolina. Una tonelada de carbón produce unos 300 litros de gasolina.

El proceso Fischer-Tropsch, denominado así por sus descubridores, los químicos alemanes Franz Fischer y Hans Tropsch, se utilizó mucho en Alemania en la década de 1930 para producir petróleo sintético y combustible diesel. Este proceso utiliza una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno con un catalizador que contiene níquel, cobalto o hierro con óxidos de magnesio, manganeso y torio. El proceso se usa hoy para producir la materia prima utilizada en la fabricación de grasas y jabones sintéticos.