Was ist der Haber-Bosch-Prozess?
manchmal als der wichtigste technologische Fortschritt des 20. Jahrhunderts bezeichnet, ermöglicht der Haber-Bosch-Prozess die wirtschaftliche Massensynthese von Ammoniak (NH3) aus Stickstoff und Wasserstoff. Es wurde kurz vor dem Ersten Weltkrieg von Fritz Haber und Carl Bosch entwickelt, die deutsche Chemiker waren. Haber gewann 1918 den Nobelpreis für Chemie für seine Entdeckungen, und Bosch teilte 1931 einen Nobelpreis mit Friedrich Bergius für seine Arbeiten über chemische Reaktionen mit Hochdruck. Ein deutsches nationales Geheimnis zunächst, die Chemie und Techniken hinter der wirksamen Synthese von Ammoniak ausbreiten sich in den 1920er und 1930er Jahren auf den Rest der Welt.
Ammoniak ist wichtig, da es der Hauptbestandteil in künstlichen Düngemitteln ist, ohne die die modernen landwirtschaftlichen Renditen unmöglich wären. Manchmal als Haber-Ammoniak-Verfahren bezeichnet, war das Keen-BoschKugeln. Zusätzlich zu hohen Drücken verwendet der Prozess auch hohe Temperaturen von etwa 750 ° -1.200 ° Fahrenheit (ca. 400 ° -650 ° Celsius). Die Effizienz der Reaktion ist eine Funktion von Druck und Temperatur; höhere Ausbeuten werden bei höheren Drücken und niedrigeren Temperaturen innerhalb des erforderlichen Bereichs produziert.
Geschichte
Während des ersten Jahrzehnts des 20. Jahrhunderts wurde die künstliche Synthese von Nitraten erforscht, weil befürchtet wurde, dass das weltweite Versorgung mit festem Stickstoff im Vergleich zur Nachfrage schnell zurückging. Stickstoff in seiner inaktiven, atmosphärischen Gasform ist sehr reichlich, aber landwirtschaftlich nützliche "fixierte" Stickstoffverbindungen waren zu diesem Zeitpunkt schwerer zu werden. Landwirtschaftliche Operationen erfordern liberale Mengen an festem Stickstoff, um gute Erträge zu erzielen. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts mussten alle entwickelten Länder der Welt massenImportieren von Nitraten aus der größten verfügbaren Quelle - Saltpeter (Nano3) aus Chile - und viele Wissenschaftler waren besorgt über die sinkende Versorgung mit Stickstoffverbindungen.
Der Kesch-Bosch-Prozess lieferte eine Lösung für den Mangel an festem Stickstoff. Unter Verwendung extrem hoher Drücke und eines Katalysators, der hauptsächlich aus Eisen bestand, wurden kritische Chemikalien sowohl für die Produktion von Düngemitteln als auch Sprengstoff für Deutschland sehr zugänglich gemacht, was es diesem Land ermöglichte, weiterhin im Ersten Weltkrieg zu kämpfen. Als Haber-Bosch-Verfahren wurde es im globalen Gebrauch, das primäre Verfahren für die Produktion chemischer Fertilisatoren verantwortlich.