Was ist der Ostwald -Prozess?
Das Ostwald -Prozess ist eine Methode zur industriellen Produktion von Salpetersäure, die 1902 vom deutschen/lettischen Chemiker Willhelm Ostwald patentiert und erstmals 1908 umgesetzt wurde. Vor der Einführung des Ostwald -Prozesses wurde die gesamte Salpetersäure durch Destillieren von Saltpeter - Natriumnitrat (Nano 3 ) oder Kaliumnitrat (Kno 3 ) - mit konzentrierter Schwefelsäure erzeugt. Das Ostwald -Prozess berücksichtigt nun die gesamte industrielle Produktion von Salpetersäure, eine chemische Entscheidung für die Düngemittel und die Explosivstoffindustrie. Mitte des 17. Jahrhunderts produzierte der deutsche Chemiker Johann Rudolf Glauber die Säure durch Destillieren von Salpeter mit SchwefelC -Säure. Salpetersäure war hauptsächlich aufgrund seiner Fähigkeit, die meisten Metalle bis zur Entdeckung im Jahr 1847 von Nitroglycerin aufzulösen. Bald nach diesem Punkt, als die Ausführung eines neuen Sprengstoffs durch die Nitrierung organischer Verbindungen vorgenommen wurde, waren Salpetersäure - und sein Vorläufer, Saltpeter - sehr gefragt. Bis zum frühen 20. Jahrhundert stammte die gesamte Salpetersäureproduktion von Saltpeter.
1901 entwickelte Willhelm Ostwald, ein in Lettland geborener deutscher Chemiker, eine Methode zur Synthese von Salpetersäure aus der Oxidation von Ammoniak durch Katalyse. Der Prozess findet in drei Schritten statt. Zunächst wird eine Mischung aus einem Teil Ammoniak (NH 3 ) Gas und 10 Teileluft in die katalytische Kammer gefüttert, wobei bei einer Temperatur von 1292 bis 1472 ° F (700 bis 800 ° C) und unter Verwendung eines Platinumkatalysators das Ammoniak mit Oxy (O 2 ) NIT NOMIC (NO) (ONOW ub> 2 ) zu produzieren, um Nit zu produzieren (NO).5o 2 → 4no + 6H 2 o. Zweitens wird in der Oxidationskammer bei einer Temperatur von 50 ° C (50 ° C) Stickoxid mit Sauerstoff kombiniert, um Stickstoffdioxid zu erzeugen: 2no + o 2 → 2no 2 . Schließlich wird in der Absorptionskammer das Stickstoffdioxid in Wasser gelöst, wobei Salpetersäure (Hno 3 ) und Stickoxid aufweist, die dann recycelt werden können: 3no 2 + h o → 2hno sub> no.
Der Ostwald -Prozess erzeugt Salpetersäure als wässrige Lösung von etwa 60% Konzentration. Durch die Destillation wird die Konzentration auf 68,5%erhöht, was die für die meisten Zwecke verwendete Reagenz-Grade-Salpetersäure ergibt. Diese Säure ist ein Azeotrop aus Salpetersäure und Wasser, was bedeutet, dass die beiden Verbindungen bei gleicher Temperatur kochen - 251,6 ° F (122 ° C) und daher nicht durch einfache Destillation weiter konzentriert werden kann. Wenn höhere Konzentrationen erforderlich sind, können sie durch Destillation mit konzentriertem Sulfu erhalten werdenRinsäure - die das Wasser absorbiert - oder direkt durch die Kombination von Stickstoffdioxid, Wasser und Sauerstoff bei hohem Druck. Dieser chemische Prozess würde die Abhängigkeit von Saltpeterreserven verringern, erforderten jedoch eine Ammoniakquelle, die zu diesem Zeitpunkt in großen Mengen nicht ohne weiteres verfügbar war. Das Ammoniakproblem wurde durch die Entwicklung des Haberprozesses gelöst, bei dem diese Verbindung unter Verwendung des atmosphärischen Stickstoffs und Wasserstoffs aus Erdgas synthetisiert wurde. Der Ostwald -Prozess übernahm schnell das Hauptmittel für die Salpetersäureproduktion. Diese beiden industriellen Prozesse zwischen ihnen ermöglichten die billige Produktion von Salpetersäure in riesigen Mengen. Dies führte wiederum zu einer erhöhten landwirtschaftlichen Produktivität, da Nitratdünger in Schüttgütern billig hergestellt werden konnten. Es verlängerte jedoch auch den Ersten Weltkrieg, da Deutschland - während des Krieges von den meisten Saltpeter -Vorräten abgeschnitten wurde - in großem Quantiti weiterhin Sprengstoff produzieren konnteEs.