Quel est le processus Ostwald?

Le processus Ostwald est une méthode utilisée pour la production industrielle d'acide nitrique, breveté par le chimiste allemand / letton Willhelm Ostwald en 1902 et mise en œuvre pour la première fois en 1908. Dans ce processus, l'acide nitrique est synthétisé par l'oxydation de l'ammoniac. Avant l'introduction du procédé Ostwald, tout l'acide nitrique a été produit par distillation de nitrate de sodium (nano 3 ) ou nitrate de potassium (KNO 3 ) - avec de l'acide sulfurique concentré. Le processus d'Ostwald explique désormais toute la production industrielle d'acide nitrique, un produit chimique crucial pour les industries des engrais et des explosifs.

La première synthèse de l'acide nitrique - en chauffant un mélange de salpet, de sulfate de cuivre et de l'ancienne - est généralement attribué au 8ème siècle arabe. Au milieu du XVIIe siècle, le chimiste allemand Johann Rudolf Glauber a produit l'acide en distillant le salpètre avec Sulfuric acide. L'acide nitrique était d'intérêt principalement en raison de sa capacité à dissoudre la plupart des métaux jusqu'à la découverte, en 1847, de nitroglycérine. Peu de temps après, avec l'ouverture d'une nouvelle gamme d'explosifs fabriqués par la nitration des composés organiques, l'acide nitrique - et son précurseur, Salpère - étaient très demandés. Jusqu'au début du 20e siècle, toute la production d'acide nitrique provenait de Saltpeter.

En 1901, Willhelm Ostwald, un chimiste allemand né en Lettonie, a développé une méthode de synthèse de l'acide nitrique de l'oxydation de l'ammoniac par la catalyse. Le processus se déroule en trois étapes. Premièrement, un mélange d'un gaz d'ammoniac (NH _{3 ) et de 10 parties de l'air est introduit dans la chambre catalytique où, à une température de 1292 à 1472 ° F (700 à 800 ° C) et en utilisant un catalyseur platine, l'ammoniac se combine avec l'oxygen (O ) pour produire du nitric5o 2 → 4NO + 6H 2 o. Deuxièmement, dans la chambre d'oxydation, à une température de 122 ° F (50 ° C), l'oxyde nitrique est combiné avec de l'oxygène pour produire du dioxyde d'azote: 2NO + O 2 → 2NO 2 . Enfin, dans la chambre d'absorption, le dioxyde d'azote est dissous dans l'eau, donnant de l'acide nitrique (Hno 3 ) et de l'oxyde nitrique, qui peut ensuite être recyclé: 3NO 2 + h}

Le processus Ostwald produit de l'acide nitrique comme une solution aqueuse d'environ 60% de concentration. Par distillation, la concentration est augmentée à 68,5%, donnant l'acide nitrique de qualité réactif qui est utilisé à la plupart des fins. Cet acide est un azéotrope d'acide nitrique et d'eau, ce qui signifie que les deux composés bouillir à la même température - 251,6 ° F (122 ° C), et donc il ne peut pas être concentré davantage par une simple distillation. Si des concentrations plus élevées sont nécessaires, elles peuvent être obtenues par distillation avec du sulfu concentréAcide Ric - qui absorbe l'eau - ou directement par la combinaison de dioxyde d'azote, d'eau et d'oxygène à haute pression.

Ce processus chimique réduirait la dépendance à la diminution des réserves de salpêtre, mais nécessitait une source d'ammoniac, qui à l'époque n'était pas facilement disponible en grande quantité. Le problème de l'ammoniac a été résolu par le développement du processus Haber, dans lequel ce composé a été synthétisé en utilisant de l'azote atmosphérique et de l'hydrogène du gaz naturel. Le processus Ostwald a rapidement pris le relais comme le principal moyen de production d'acide nitrique.

Ces deux processus industriels entre eux ont permis la production bon marché d'acide nitrique en énormes. Cela a conduit à son tour à une augmentation de la productivité agricole, car les engrais de nitrate pourraient être produits à moindre coût en quantités en vrac. Cependant, la Première Guerre mondiale prolongée, en tant qu'Allemagne - a été coupée de la plupart des fournitures de salies.