Co je proces Haber-Bosch?
Proces Haber-Bosch, který se někdy nazývá nejdůležitější technologický pokrok 20. století, umožňuje ekonomickou hromadnou syntézu amoniaku (NH3) z dusíku a vodíku. Trochu před první světovou válkou ji vyvinuli Fritz Haber a Carl Bosch, kteří byli německými chemiky. Haber získal Nobelovu cenu za chemii v roce 1918 za své objevy a Bosch sdílel Nobelovu cenu s Friedrichem Bergiusem v roce 1931 za práci na vysokotlakých chemických reakcích. Německé národní tajemství zpočátku se chemie a techniky za účinnou syntézou amoniaku rozšířily do zbytku světa během 20. a 30. let 20. století.
Vysoký tlak, vysoké teploty
Amoniak je důležitý, protože je primární složkou v umělých hnojivech, bez nichž by moderní zemědělské výnosy nebyly možné. Haber-Boschův proces, který se někdy nazýval Haberův proces amoniaku, byl prvním průmyslovým chemickým procesem využívajícím extrémně vysoké tlaky: 200–400 atmosfér. Kromě vysokých tlaků používá tento proces také vysoké teploty přibližně 750 ° až 1200 ° Fahrenheita (přibližně 400 ° - 650 ° C). Účinnost reakce je funkcí tlaku a teploty; při vyšších tlacích a nižších teplotách v nezbytném rozmezí se získají větší výtěžky.
Dějiny
Během první dekády 20. století byla zkoumána umělá syntéza dusičnanů kvůli obavám, že světová nabídka fixního dusíku v poměru k poptávce rychle klesá. Dusík ve své neaktivní formě atmosférického plynu je velmi hojný, ale zemědělsky užitečné „pevné“ sloučeniny dusíku byly v té době těžší. Zemědělské operace vyžadují liberální množství pevného dusíku, aby se dosáhlo dobrých výnosů. Na začátku 20. století musely všechny vyspělé země světa hromadně dovážet dusičnany z největšího dostupného zdroje - slaného kamene (NaNO3) z Chile - a mnoho vědců se obávalo poklesu dodávek sloučenin dusíku.
Proces Haber-Bosch poskytl řešení nedostatku pevného dusíku. Použitím extrémně vysokých tlaků a katalyzátoru složeného převážně ze železa byly kritické chemikálie používané při výrobě hnojiv i výbušnin zpřístupněny Německu, což umožnilo této zemi pokračovat v boji za první světové války. Jako proces Haber-Bosch V celosvětovém měřítku se stal hlavním postupem zodpovědným za výrobu chemických hnojiv.