El “zorrillo”

22-12-11
(Revisado el 16-03-13)
El “zorrillo”
 Introducción
El mote de “zorrillo” (*) formaba parte de la jerga propia de los técnicos la empresa y lo aplicaban a un
reactivo químico que apestaba a podrido. Su verdadero nombre químico es ditionito sódico o también
hiposulfito sódico y su fórmula es Na2S2O4.
Lo utilizábamos para limpiar máquinas que se habían ensuciado con dióxido de manganeso (MnO2), que
es un polvo negro insoluble en agua y que cuando está húmedo es pringoso como la manteca.
El ditionito limpiaba mediante esta reacción química que decoloraba y solubilizaba el MnO2:
-
Na2S2O4 + 2 MnO2 + 4 H+  2 Mn++ + 2 NaSO3 + 2 H2O
En esta reacción el MnO2 se reduce a catión Mn++ que es muy soluble en medio neutro o ácido.
El zorrillo se hidrolizaba parcialmente con la humedad del aire dando sulfhídrico, que es lo que en realidad
huele tan mal.
(*) El olor repúgnate que proyectan los animalitos llamados zorrillos (también conocidos como mofetas)
se debe a estas tres moléculas sulfuradas (mercaptanos):
 Generábamos 40 kg diarios de un residuo sólido tóxico.
Una gran parte de la planta química estaba ocupada en la fabricación de un fenol (las fórmulas que
expongo son aproximadas).
Se sintetizaba a partir de una anilina a través de una sal de diazonio.
El paso siguiente era la hidrólisis de la sal de diazonio con agua con la ayuda de un catalizador.
La síntesis de una sal de diazonio consiste en cargar una anilina, agua y sulfúrico en un reactor esmaltado.
Se enfría a 0-2º C y luego se adiciona lentamente una disolución de nitrito sódico, evitando sobrepasar los
5º C ya que el producto se degrada. A temperatura inferior a 2ºC no reacciona y ocurriría que al volver a
elevar la temperatura reaccionaría de golpe, sobrepasando el límite de 5ºC. Estos detalles de temperaturas
varían un poco según la anilina utilizada.
La reacción anterior está descrita en le libro de texto de química <Química Orgánica, T.W.G. Solomons,
ed. Limusa, 1979>, en la página 880: “21.7 .- Reacciones de sustitución de sales de aril diazonio”.
Se obtenía una disolución de fenol en tolueno. Además se formaba un residuo de color granate que
también quedaba en la disolución con tolueno.
En el “work up” la mayor parte del tolueno se destilaba en un reactor tipo batch. El fenol concentrado a
continuación se purificaba por destilación en un pequeño reactor (≈ 50 litros) con una columna de
fraccionamiento. Quedaba un residuo de color granate que se envasaba en un bote metálico y se tiraba.
El tolueno recuperado era impuro, por lo que se purificaba en un reactor de unos 2000 litros con una
columna de fraccionamiento de unos 10 m. Se recuperaban tres fracciones: un tolueno bastante puro, un
tolueno enriquecido con fenol y un segundo residuo granate que también se tiraba.
Nuestro fenol era de color amarillo porque siempre salía impurificado con restos de residuos.
Entre los dos residuos sumaban unos 40 kg por lote. Eso implicaba más o menos la pérdida de un 20% de
rendimiento del proceso.
Estos residuos de color granate eran líquidos que se volvían sólidos a temperatura ambiente y olían muy
mal. Durante su manipulación dejaban toda la fábrica llena de un olor acre repugnante y nauseabundo. Lo
peor es que se debían manipular en caliente, antes de que solidificaran a temperatura ambiente.
El mismo fenol era extremadamente apestoso y su olor se pegaba a los objetos y a las personas. Todos los
que trabajábamos en esa empresa no nos podíamos quitar esa pestilencia de encima. Aún hoy, después de
20 años de haber dejado de trabajar con ese fenol, los libros, carpetas y objetos que llevé a la fábrica
siguen oliendo. Si nuestro cuerpo se deshacía de este olor debía ser por la renovación de la piel por
descamación, y porque el pelo y las uñas crecen y se cortan.
 Reciclado de los residuos.
Antes de la llegada de las GMPs estaba de moda la filosofía empresarial de la calidad total, que implicaba
la mejora continua, que significaba no conformarse con dejar las cosas como estaban. Había que mejorar
continuamente.
Por eso todos estábamos siempre intentando mejorar los procesos. (Con la llegada de las GMPs todo
cambió y se hizo difícil cualquier mejora de procesos).
Un día me puse a estudiar la base teórica del proceso de fabricación del fenol, y me propuse averiguar
porque se perdía el 20% de rendimiento en forma de residuos.
Conociendo el mecanismo de reacción supuse que tipo de residuos se podían formar.
Pensé que el residuo se formaba por la reacción entre la sal de diazonio y el propio fenol recién formado,
generando una molécula de mayor peso molecular y de intenso color, como corresponde a un colorante
diazóico.
En la fórmula que podemos ver en la Reacción-2 vemos que hay 7 enlaces dobles conjugados y dos
cromóforos, siendo el grupo fenol el principal cromóforo. A eso se debe la intensidad de color.
Suponiendo que el residuo fuera ese, debería ser soluble en agua en medio alcalino. Así fue.
La disolución alcalina era tenuemente amarilla.
¿Porque la disolución alcalina era ligeramente amarilla y no roja? Creo que se debía a que en disolución se
formaba la forma tautomérica con pocos enlaces dobles conjugados del esquema siguiente.
¿Por qué las trazas de residuo disuelto en el fenol también son de color amarillo en lugar de rojo?
Primero porque estaba muy diluido y segundo porque el residuo es más ácido que el fenol y
probablemente se ioniza según el siguiente esquema:
Este tema del color me hizo pensar que la formula química que presuponía para el residuo era la correcta.
Si quería reciclar este residuo tenía que reducir el enlace “–N=N-“ a anilina mediante un potente reductor.
El primer reductor que probé fue el “zorrillo” porque era barato y lo tenía a mano. Lo añadí sobre la
disolución alcalina del residuo y vi que rápidamente decoloraba la disolución. Supuse que la reacción que
se había producido era la del esquema siguiente:
La anilina que se formaba decantaba fácilmente y quedaba flotando. La fenolanilina permanecía disuelta.
Al llevar a pH neutro la fenolanilina dejaba de ser soluble, se separaba y decantaba flotando. Si añadía
más ácido se redisolvía.
Pensaba convertir la fenolanilina en fenol pasando por otra sal de diazonio y luego reduciendo la sal con
etanol:
No se llegó a poner en práctica porque la empresa decidió comprar el fenol a una compañía francesa que
lo ofrecía barato, purísimo e incoloro.
Espero que este artículo pueda ser útil a alguien para reducir costes, energía y contaminación en procesos
similares.
Saludos.
Francesc Borrell