ammoniak syntese, også kaldet Haber-Bosch syntesen, henviser til en proces, der i dag i vid udstrækning anvendes i industriel skala, hvor de parametre, der interfererer med den kemiske reaktion mellem nitrogen og hydrogen er ideelt justeret med henblik på at maksimere ammoniak syntese.
er en katalyseret reaktion med jern (katalytisk ferrit, fint opdelt understøttet i jerno )id) under betingelserne for 200 tryksatmosfærer i temperaturområdet fra 400 til 500 C. C.,:
N 2 ( g ) + 3 H 2 ( g ) ↽ − − ⇀ 2 NH 3, litra g ) {\displaystyle {\ce {N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)}}} 
O processo foi udviklet laboratorialmente ved Fritz Haber em 1908 og udviklet industrielt af Carl Bosch, mellem 1912 og 1913. Det blev først brugt i industriel skala i Tyskland under Første Verdenskrig., Til fremstilling af ammunition var tyskerne afhængige af natriumnitrat importeret fra Chile, hvilket var utilstrækkeligt og usikkert. I betragtning af blandt andet de allierede angreb mod råmaterialets forsendelsesruter begyndte tyskerne let at bruge Haber-processen til produktion af ammoniak. Den producerede ammoniak (ammoniak) blev o .ideret til fremstilling af salpetersyre ved Ostaldald-processen, og denne blev brugt til fremstilling af nitrogen/nitrogeneksplosiver, der blev brugt til fremstilling af ammunition.,
Til produktion af ammoniak, kvælstof, at det kvælstof, som er fremstillet af luft og brint, som følge af reaktionen mellem vand og naturgas er:
CH 4 ( g ) + H 2 O ( l ) ⟶ CO ( g ) + 3 H 2 ( g ) {\displaystyle {\ce {CH4(g) + H2O(l) -> CO(g) + 3H2(g)}}}
Den reaktion, der er vist os i dag, som er meget vigtige for produktionen af gødning, og det er blevet anslået, at mere end en tredjedel af verdens befolkning (ca 40%), der skal være din mad direkte i processen., 78% nitrogen i dets sammensætning, er det også kaldet nitrogen i sin enkle form praktisk talt ikke-reaktivt under normale forhold, i meget ligner en ædelgas under sådanne forhold. Produktionen af nitrogenforbindelser i naturlige processer og deres indsættelse blandt andet i fødekæden afhænger dybest set af kvælstoffastgørende bakterier, som disse normalt findes for eksempel i rødderne af bælgfrugter som bønner., At opnå sådanne forbindelser i forhold, der i øjeblikket kræves over hele verden, ville imidlertid være upraktisk, hvis afhængigheden af udnyttelse af naturlige kilder, enten til fremstilling af sprængstoffer eller til anvendelse i gødning selv, blev opretholdt.
reaktionen mellem nitrogen og hydrogen er reversible, derfor udbyttet i produktionen af ammoniak afhænger af nogle vilkår:
temperatur: dannelsen af ammoniak er en exoterm proces, det er, der sker med varmeafgivelse., Således favoriserer lave temperaturer produktionen af NH3, og stigningen i temperatur har en tendens til at skifte reaktionens ligevægt i modsat retning i henhold til Le Chatelier-princippet. På den anden side reducerer reduktionen i temperatur reaktionshastigheden, så en mellemtemperatur er den ideelle til at favorisere processen. Eksperimenter har vist, at den optimale temperatur på 450 °C.
tryk: stigning i blodtryk favoriserer dannelsen af ammoniak, fordi i den proces, der er et fald i volumen (på grund af et fald i antallet af molekyler)., Således øger stigningen i tryk udbyttet af produktdannelse, men på den anden side skal denne stigning være økonomisk gennemførlig, det vil sige, den må ikke gøre produktionsomkostningerne for høje. Det pres, der betragtes som teknisk og økonomisk muligt, er 200 atmosfærer.
katalysator: katalysatoren påvirker ikke ligevægten, men accelererer reaktionshastigheden for at opnå ligevægt. Tilsætningen af en katalysator gør det muligt for processen at udvikle sig positivt ved lavere temperaturer., I begyndelsen, til syntese reaktion af ammoniak via Haber-Bosch proces, osmium og uran blev anvendt som katalysatorer, betragtes første generation katalysatorer. I øjeblikket, den anden generation af katalysatorer er flittigt brugt, som omfatter støtte (jern-oxid -, carbon -, magnesium-oxider, aluminiumoxid, zeolitter, spinel og bornitrid) at fremme en forøgelse af areal og fremme udbredelse, idet den katalytiske ferrit stadig den mest anvendte (α-Fe).,
i industrien fremstilles katalytisk jern ved eksponering af magnetit, et jerno .id, til opvarmet hydrogen. Magnetit reduceres til metallisk jern med eliminering af ilt i processen.
Leave a Reply