sinteza amoniacului, numită și Haber-Bosch synthesis, se referă la un proces utilizat astăzi pe scară largă la scară industrială, unde parametrii care interferează cu reacția chimică dintre azot și hidrogen sunt ajustați ideal pentru a maximiza sinteza amoniacului.
este o reacție catalizată cu fier (ferită catalitică, fin divizată susținută în oxid feros), în condițiile A 200 de atmosfere de presiune în intervalul de temperatură cuprins între 400 și 500 °C.,:
N 2 ( g ) + 3 H 2 ( g ) ↽ − − ⇀ 2 NH 3 ( g ) {\displaystyle {\ce {N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)}}} 
O processo foi dezvoltat laboratorialmente de Fritz Haber le 1908 și dezvoltate industrial de Carl Bosch, între 1912 și 1913. A fost folosit pentru prima dată, la scară industrială, în Germania în timpul Primului Război Mondial., Pentru producția de muniție, germanii depindeau de nitratul de sodiu importat din Chile, care era insuficient și incert. Având în vedere, printre altele, atacurile aliate împotriva rutelor de transport ale materiei prime, germanii au început să folosească cu ușurință procesul Haber pentru producerea amoniacului. Amoniacul (amoniacul) produs a fost oxidat pentru producerea acidului azotic prin procesul Ostwald și acesta a fost utilizat pentru producerea de explozivi azot/azot, utilizați în producția de muniție.,
de producere a amoniacului din azot la azot obținut din aer și hidrogen, ca urmare a reacției dintre apă și gaze naturale sunt:
CH 4 ( g ) + H 2 O ( l ) ⟶ CO ( g ) + 3 H 2 ( g ) {\displaystyle {\ce {CH4(g) + H2O(l) -> CO(g) + 3H2(g)}}}
reacția este prezentat la noi astăzi, care este extrem de important pentru producția de îngrășăminte, și s-a estimat că mai mult de o treime din populația lumii (aproximativ 40%) ar trebui să fie mâncarea direct în acest proces., Punctul vital constă în faptul că, deși aerul conține aproximativ 78% azot în compoziția sa, azotul numit și în forma sa simplă este practic nereactiv în condiții normale, într-o mulțime asemănătoare cu un gaz nobil în astfel de condiții. Producția de compuși de azot în procesele naturale și inserția lor, printre altele, în lanțul alimentar depinde în principal de bacteriile de fixare a azotului, acestea se găsesc de obicei, de exemplu, în rădăcinile leguminoaselor, cum ar fi fasolea., Obținerea unor astfel de compuși în proporții cerute în prezent la nivel mondial ar fi impracticabilă, totuși, dacă se menține dependența exploatării surselor naturale, fie pentru fabricarea explozivilor, fie pentru utilizarea în îngrășăminte în sine.reacția dintre azot și hidrogen este reversibilă, prin urmare, randamentul producției de amoniac depinde de anumite condiții:
temperatura: formarea amoniacului este un proces exoterm, adică are loc cu eliberarea căldurii., Astfel, temperaturile scăzute favorizează producerea de NH3, iar creșterea temperaturii tinde să schimbe echilibrul reacției în direcția opusă, conform principiului Le Chatelier. Pe de altă parte, reducerea temperaturii scade viteza reacției, astfel încât o temperatură intermediară este cea ideală pentru a favoriza procesul. Experimentele au arătat că temperatura optimă este de 450 °C.
presiune: creșterea presiunii favorizează formarea amoniacului, deoarece în proces există o scădere a volumului (datorită scăderii numărului de molecule)., Astfel, creșterea presiunii crește randamentul formării produsului, dar, pe de altă parte, această creștere trebuie să fie fezabilă din punct de vedere economic, adică nu trebuie să facă costurile de producție prea mari. Presiunea considerată fezabilă din punct de vedere tehnic și economic este de 200 de atmosfere.catalizator: catalizatorul nu afectează echilibrul, ci accelerează viteza de reacție pentru a atinge echilibrul. Adăugarea unui catalizator permite procesului să se dezvolte favorabil la temperaturi mai scăzute., La început, pentru reacția de sinteză a amoniacului prin procedeul Haber-Bosch s-au folosit ca catalizatori osmiu și uraniu, considerați catalizatori de primă generație. În prezent, catalizatorii de a doua generație sunt utilizați pe scară largă, care includ suport (oxid feros, carbon, oxizi de magneziu, alumină, zeoliți, spinel și nitrură de bor), favorizând creșterea suprafeței și facilitând difuzia, fiind ferita catalitică încă cea mai utilizată (α-Fe)., în industrie, fierul catalitic este preparat prin expunerea magnetitei, un oxid de fier, la hidrogenul încălzit. Magnetitul este redus la fierul metalic cu eliminarea oxigenului în proces.
Leave a Reply