¿Cuál es el proceso de Ostwald?

El proceso Ostwald es un método utilizado para la producción industrial de ácido nítrico, patentado por el químico alemán/letón Willhelm Ostwald en 1902 e implementado por primera vez en 1908. En este proceso, el ácido nítrico se sintetiza mediante la oxidación del amoníaco. Antes de la introducción del proceso de Ostwald, todo el ácido nítrico se produjo destilando el salitre - nitrato de sodio (nano ₃ ) o nitrato de potasio (KNO ₃ ) - con ácido sulfúrico concentrado. El proceso Ostwald ahora explica toda la producción industrial de ácido nítrico, un químico crucial para las industrias de fertilizantes y explosivos.

La primera síntesis de ácido nítrico, al calentar una mezcla de saltre, sulfato de cobre y alumno, generalmente se atribuye a la alquemista jabir jabir iBn Hayyan gebernan en algún momento en el siglo 8, pero se encuentra en el siglo de 8. A mediados del siglo XVII, el químico alemán Johann Rudolf Glauber produjo el ácido destilando salitre con sulfurosC ácido. El ácido nítrico era de interés principalmente debido a su capacidad para disolver la mayoría de los metales hasta el descubrimiento, en 1847, de nitroglicerina. Poco después de este punto, con la apertura de una nueva gama de explosivos hechos por la nitración de compuestos orgánicos, el ácido nítrico y su precursor, el salitre, tenían mucha demanda. Hasta principios del siglo XX, toda la producción de ácido nítrico era de salitre.

En 1901, Willhelm Ostwald, un químico alemán nacido en Letonia, desarrolló un método de sintetizar el ácido nítrico a partir de la oxidación del amoníaco por catálisis. El proceso tiene lugar en tres pasos. En primer lugar, una mezcla de aire de amoníaco (NH ₃ ) y 10 partes se alimenta a la cámara catalítica donde, a una temperatura de 1292 a 1472 ° F (700 a 800 ° C) y utilizando un catalítico de platino, el amoníaco combinados con oxígeno (o 2 ) para producir óxido nitrric (no): 4 años. + +5O ₂ → 4NO + 6H ₂ o. En segundo lugar, en la cámara de oxidación, a una temperatura de 122 ° F (50 ° C), el óxido nítrico se combina con oxígeno para producir dióxido de nitrógeno: 2NO + O ₂ → 2NO ₂ . Finalmente, en la cámara de absorción, el dióxido de nitrógeno se disuelve en agua, dando ácido nítrico (hnO ₃ ) y óxido nítrico, que luego se puede reciclarse: 3NO ₂ + H ₂ o → 2Hno ₃ + no.

El proceso de Ostwald produce ácido nítrico como una solución acuosa de aproximadamente 60% de concentración. Por destilación, la concentración se incrementa al 68.5%, dando el ácido nítrico de grado reactivo que se usa para la mayoría de los fines. Este ácido es una azeótropo de ácido nítrico y agua, lo que significa que los dos compuestos herven a la misma temperatura: 251.6 ° F (122 ° C), por lo que no puede concentrarse más mediante destilación simple. Si se requieren concentraciones más altas, se pueden obtener por destilación con sulfu concentradoEl ácido RIC, que absorbe el agua, o directamente por la combinación de dióxido de nitrógeno, agua y oxígeno a alta presión.

Este proceso químico reduciría la dependencia de la disminución de las reservas de salitre, pero requería una fuente de amoníaco, que en ese momento no estaba disponible en grandes cantidades. El problema de amoníaco se resolvió mediante el desarrollo del proceso Haber, en el que este compuesto se sintetizó utilizando nitrógeno atmosférico e hidrógeno del gas natural. El proceso de Ostwald se hizo cargo rápidamente como el medio principal de producción de ácido nítrico.

Estos dos procesos industriales entre ellos permitieron la producción barata de ácido nítrico en grandes cantidades. Esto a su vez condujo a una mayor productividad agrícola, ya que los fertilizantes de nitrato podrían producirse a bajo precio en cantidades a granel. También, sin embargo, la Primera Guerra Mundial prolongada, ya que Alemania, cortada de la mayoría de los suministros de salitre durante la guerra, pudo continuar produciendo explosivos en grandes cuantiti.es.