ammoniakk syntese, også kalt Haber-Bosch-syntesen, refererer til en prosess som i dag mye brukt på en industriell skala, der parametre som påvirker den kjemiske reaksjonen mellom nitrogen og hydrogen er ideelt sett justeres for å maksimere ammoniakk syntese.
er en catalyzed reaksjon med strykejern (katalytisk ferritt, findelt støttes i jern oksid), under betingelser av 200 press atmosfærer i temperaturområdet på 400 til 500 °C.,:
N 2 ( g ) + 3 H 2 ( g ) ↽ − − ⇀ 2 NH 3 ( g ) {\displaystyle {\ce {N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)}}} 
O processo foi utviklet laboratorialmente av Fritz Haber em 1908 og industrielt utviklet av Carl Bosch, mellom 1912 og 1913. Det ble for første gang brukt på en industriell skala, i Tyskland under Første Verdenskrig., For produksjon av ammunisjon Tyskerne var avhengig av sodium nitrat importert fra Chile, som var for liten og usikker. Gitt, blant annet, de allierte angrepene mot skipsanløp av råstoffet, Tyskerne begynte å lett bruke Haber prosess for produksjon av ammoniakk. Den ammoniakk (ammoniakk) produsert var oksidert for produksjon av salpetersyre av Ostwald prosessen og dette brukes til produksjon av nitrogen/nitrogen eksplosiver, som brukes i produksjonen av ammunisjon.,
For produksjon av ammoniakk fra nitrogen til nitrogen er hentet fra lufta, og hydrogen, som en følge av reaksjon mellom vann og naturgass er:
CH 4 ( g ) + H 2 O ( l ) ⟶ CO ( g ) + 3 H 2 ( g ) {\displaystyle {\ce {CH4(g) + H2O(l) -> CO(g) + 3H2(g)}}}
reaksjonen er vist til oss i dag, som er svært viktig for produksjon av gjødsel, og det har vært anslått at mer enn en tredjedel av verdens befolkning (ca 40%) skal være din mat direkte i prosessen., Vital point ligger i det faktum at selv om luft inneholder ca 78% nitrogen i sin sammensetning, også kalt nitrogen i sin enkle form, er praktisk talt ikke-reaktive under normale forhold, i en masse som ligner en edel gass i slike forhold. Produksjon av nitrogen-forbindelser i naturlige prosesser og innsetting blant annet i næringskjeden i utgangspunktet avhenger av nitrogen-fikse bakterier, disse vanligvis funnet, for eksempel, i røttene av belgfrukter som bønner., Innhenting av slike forbindelser i proporsjoner tiden krevde verden ville være upraktisk, men hvis avhengighet av utnyttelse av naturlige kilder, enten for produksjon av eksplosiver eller for bruk i gjødsel i seg selv, ble opprettholdt.
reaksjonen mellom nitrogen og hydrogen er reversible, derfor avkastning i produksjon av ammoniakk avhenger av noen vilkår:
temperatur: dannelse av ammoniakk er en eksoterme prosessen, som er, det skjer med varme utgivelsen., Dermed lave temperaturer favør produksjon av NH3 og økning i temperaturen har en tendens til å forskyve likevekten i reaksjonen i motsatt retning, ifølge Le Chatelier prinsippet. På den annen side, reduksjon i temperaturen synker hastigheten av reaksjonen, så en middels temperatur er den ideelle en til å favorisere prosessen. Eksperimenter har vist at optimal temperatur er 450 °C.
trykk: økningen i trykket favoriserer dannelsen av ammoniakk fordi i den prosessen det er en nedgang i volum (på grunn av en nedgang i antall molekyler)., Dermed økning i blodtrykket øker utbyttet av produktet dannelse, men på den annen side er denne økningen må være økonomisk mulig, det vil si at det ikke må gjøre produksjonskostnader for høy. Trykket anses teknisk og økonomisk mulig er 200 atmosfærer.
katalysator: katalysator påvirker ikke likevekt men akselererer reaksjon hastighet for å oppnå likevekt. Tillegg av en katalysator gjør prosessen med å utvikle gunstig ved lavere temperaturer., I begynnelsen, for syntese reaksjon av ammoniakk via Haber-Bosch-prosessen, osmium og uran ble brukt som katalysatorer, regnes som første generasjon katalysatorer. I dag, den andre generasjonen katalysatorer er mye brukt som inkluderer støtte (jern oksid -, karbon -, magnesium oksider, alumina, zeolites, spinell og boron nitride) fremme økning av arealet og legge til rette for spredning, som er den katalytiske ferritt fortsatt den mest brukte (α-Fe).,
i bransjen, katalytisk strykejern er utarbeidet av eksponering av magnetitt, en jernoksid, for å oppvarmet hydrogen. Magnetitt er redusert til metallisk jern med eliminering av oksygen i prosessen.
Leave a Reply