Che cos'è il processo Haber-Bosch?
A volte chiamato il più importante progresso tecnologico del 20 ° secolo, il processo Haber-Bosch consente la sintesi di massa economica di ammoniaca (NH3) da azoto e idrogeno. Fu sviluppato poco prima della prima guerra mondiale da Fritz Haber e Carl Bosch, che erano chimici tedeschi. Haber ha vinto il premio Nobel per la chimica nel 1918 per le sue scoperte, e Bosch ha condiviso un premio Nobel con Friedrich Bergius nel 1931 per il suo lavoro sulle reazioni chimiche ad alta pressione. Inizialmente un segreto nazionale tedesco, la chimica e le tecniche alla base dell'effettiva sintesi dell'ammoniaca si diffusero nel resto del mondo negli anni '20 e '30.
Alta pressione, alte temperature
L'ammoniaca è importante perché è l'ingrediente principale nei fertilizzanti artificiali, senza i quali le rese agricole moderne sarebbero impossibili. Talvolta chiamato processo di ammoniaca Haber, il processo Haber-Bosch è stato il primo processo chimico industriale a sfruttare pressioni estremamente elevate: 200-400 atmosfere. Oltre alle alte pressioni, il processo utilizza anche temperature elevate di circa 750 ° -1.200 ° Fahrenheit (circa 400 ° -650 ° Celsius). L'efficienza della reazione è una funzione di pressione e temperatura; maggiori rese sono prodotte a pressioni più elevate e temperature più basse nell'intervallo necessario.
Storia
Durante il primo decennio del 20 ° secolo, la sintesi artificiale dei nitrati veniva studiata a causa dei timori che l'offerta mondiale di azoto fisso stesse diminuendo rapidamente rispetto alla domanda. L'azoto nella sua forma di gas atmosferico inattivo è molto abbondante, ma i composti di azoto "fissi" utili dal punto di vista agricolo erano più difficili da trovare in quel momento. Le operazioni agricole richiedono quantità liberali di azoto fisso per produrre buoni raccolti. All'inizio del XX secolo, tutti i paesi sviluppati del mondo dovevano importare in massa nitrati dalla più grande fonte disponibile - salnitro (NaNO3) dal Cile - e molti scienziati erano preoccupati per il calo della fornitura di composti azotati.
Il processo Haber-Bosch ha fornito una soluzione alla carenza di azoto fisso. Utilizzando pressioni estremamente elevate e un catalizzatore composto principalmente di ferro, i prodotti chimici critici utilizzati sia nella produzione di fertilizzanti che di esplosivi sono stati resi altamente accessibili alla Germania, rendendo possibile per quel paese continuare a combattere nella prima guerra mondiale. Come il processo Haber-Bosch ramificato nell'uso globale, divenne la principale procedura responsabile della produzione di fertilizzanti chimici.