Hvad er Haber-Bosch-processen?
Nogle gange kaldet det vigtigste teknologiske fremskridt i det 20. århundrede, giver Haber-Bosch-processen mulighed for økonomisk massesyntese af ammoniak (NH3) fra nitrogen og brint. Det blev udviklet lidt før første verdenskrig af Fritz Haber og Carl Bosch, som var tyske kemikere. Haber vandt Nobelprisen for kemi i 1918 for sine opdagelser, og Bosch delte en Nobelpris med Friedrich Bergius i 1931 for sit arbejde med kemiske reaktioner med højt tryk. Først en tysk national hemmelighed, kemi og teknikker bag den effektive syntese af ammoniak spredte sig til resten af verden i løbet af 1920'erne og 1930'erne.
Højt tryk, Høje temperaturer
Ammoniak er vigtig, fordi det er den primære ingrediens i kunstgødning, uden hvilken moderne landbrugsudbytter ville være umulige. Undertiden kaldet Haber-ammoniak-processen, var Haber-Bosch-processen den første industrielle kemiske proces, der brugte ekstremt høje tryk: 200-400 atmosfærer. Foruden høje tryk bruger processen også høje temperaturer på ca. 750 ° -1.200 ° Fahrenheit (ca. 400 ° - 650 ° Celsius). Reaktionens effektivitet er en funktion af tryk og temperatur; større udbytter frembringes ved højere tryk og lavere temperaturer inden for det nødvendige område.
Historie
I det første årti af det 20. århundrede blev den kunstige syntese af nitrater undersøgt på grund af frygt for, at verdens forsyning med fast kvælstof hurtigt faldt i forhold til efterspørgslen. Kvælstof i sin inaktive, atmosfæriske gasform er meget rig, men landbrugsmæssigt nyttige "faste" nitrogenforbindelser var sværere at komme med på det tidspunkt. Landbrugsoperationer kræver liberale mængder fast kvælstof for at give gode udbytter. I begyndelsen af det 20. århundrede blev alle verdens udviklede lande forpligtet til at masse importnitrater fra den største tilgængelige kilde - saltpeter (NaNO3) fra Chile - og mange forskere var bekymrede over den faldende forsyning af nitrogenforbindelser.
Haber-Bosch-processen leverede en løsning på manglen på fast kvælstof. Ved hjælp af ekstremt højt tryk og en katalysator, der for det meste bestod af jern, blev kritiske kemikalier, der blev anvendt til både produktion af gødning og sprængstoffer, gjort meget tilgængelige for Tyskland, hvilket gjorde det muligt for dette land at fortsætte kampene i første verdenskrig. Som Haber-Bosch-processen forgrenet i global anvendelse, blev det den primære procedure, der var ansvarlig for produktion af kemisk gødning.