오스트 발트 프로세스 란 무엇입니까?
오스트 발트 공정은 1902 년 독일 / 라트비아 화학자 빌헬름 오스트 발트 (Willhelm Ostwald)에 의해 특허를 받았으며 1908 년에 처음 구현 된 질산 산업 생산에 사용되는 방법입니다.이 공정에서 질산은 암모니아의 산화에 의해 합성됩니다. 오스트 발트 공정을 도입하기 전에, 질산 나트륨 (NaNO 3 ) 또는 질산 칼륨 (KNO 3 )을 진한 황산으로 증류하여 모든 질산을 제조 하였다. 오스트 발트 공정은 이제 비료 및 폭발물 산업에 중요한 화학 물질 인 질산의 모든 산업 생산을 설명합니다.
질산의 첫 번째 합성-질산염, 황산구리 및 명반의 혼합물을 가열함으로써-8 세기 언젠가 아랍 연금술사 자비 르 이븐 헤이 얀 게버 (Jabir ibn Hayyan Geber)가 기인 한 것이지만 이에 대한 불확실성이 있습니다. 17 세기 중반 독일의 화학자 요한 루돌프 글라 우버 (Johan Rudolf Glauber)는 질산염을 황산으로 증류하여 산을 생산했습니다. 질산은 1847 년 니트로 글리세린이 발견 될 때까지 대부분의 금속을 용해시키는 능력 때문에 주로 관심 대상이되었다. 이 시점이 지나자 유기 화합물의 질산화에 의해 만들어진 새로운 범위의 폭발물이 생겨나면서 질산과 그 전구체 인 초석이 많이 요구되었습니다. 20 세기 초까지 모든 질산 생산은 질산염에서 생산되었습니다.
1901 년에 라트비아에서 태어난 독일 화학자 빌헬름 오스트 발트 (Wilhelm Ostwald)는 촉매 작용에 의한 암모니아 산화로부터 질산을 합성하는 방법을 개발했습니다. 이 과정은 세 단계로 이루어집니다. 먼저, 한 부분의 암모니아 (NH 3 ) 가스와 10 부의 공기의 혼합물이 촉매 챔버로 공급되며, 여기서 챔버 온도는 1292 ~ 1472 ° F (700 ~ 800 ° C)에서 백금 촉매를 사용하여 암모니아가 결합됩니다. 산화 질소 (NO)를 생성하기 위해 산소 (O 2 )를 사용하는 경우 : 4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O. 둘째, 산화 챔버에서 122 ° F (50 ° C)의 온도에서 산화 질소가 결합 됨 이산화질소를 생성하기 위해 산소로 : 2NO + O 2 → 2NO 2 . 마지막으로, 흡수 챔버에서, 이산화질소는 물에 용해되어 질산 (HNO 3 ) 및 산화 질소를 제공하고,이어서이를 재활용 할 수있다 : 3NO 2 + H 2 O → 2HNO 3 + NO.
오스트 발트 공정은 약 60 % 농도의 수용액으로서 질산을 생성한다. 증류에 의해 농도가 68.5 %로 증가하여 대부분의 목적에 사용되는 시약 등급 질산을 제공합니다. 이 산은 질산과 물의 공비 혼합물로, 두 화합물이 같은 온도-122 ° C (251.6 ° F)에서 끓기 때문에 간단한 증류로 더 이상 농축 할 수 없습니다. 더 높은 농도가 필요한 경우, 농축 황산 (물을 흡수하는)으로 증류하거나 고압에서 이산화질소, 물 및 산소의 조합에 의해 직접 얻을 수 있습니다.
이 화학 공정은 질산염의 매장량 감소에 대한 의존도를 감소시킬 것이지만, 당시에는 대량으로 쉽게 구할 수없는 암모니아 공급원이 필요했습니다. 암모니아 문제는 하버 화합물의 개발에 의해 해결되었으며,이 화합물은 천연 가스로부터 대기 질소 및 수소를 사용하여 합성되었다. 오스트 발트 공정은 질산 생산의 주요 수단으로 빠르게 인수되었습니다.
이 두 가지 산업 공정을 통해 질산을 대량으로 저렴하게 생산할 수있었습니다. 질산 비료가 대량으로 저렴하게 생산 될 수 있었기 때문에 농업 생산성이 향상되었습니다. 그러나 전쟁 중 대부분의 질산염 공급에서 끊어진 독일이 계속해서 대량의 폭발물을 생산할 수 있었기 때문에 제 1 차 세계 대전이 연장되었다.