Hva er Haber-Bosch-prosessen?
Noen ganger kalt det viktigste teknologiske fremskritt i det 20. århundre, tillater Haber-Bosch-prosessen økonomisk massesyntese av ammoniakk (NH3) fra nitrogen og hydrogen. Den ble utviklet litt før første verdenskrig av Fritz Haber og Carl Bosch, som var tyske kjemikere. Haber vant Nobelprisen for kjemi i 1918 for sine oppdagelser, og Bosch delte en Nobelpris med Friedrich Bergius i 1931 for sitt arbeid med kjemiske reaksjoner med høyt trykk. En tysk nasjonal hemmelighet i begynnelsen, kjemien og teknikkene bak den effektive syntesen av ammoniakk spredte seg til resten av verden i løpet av 1920- og 1930-årene.
Høyt trykk, høye temperaturer
Ammoniakk er viktig fordi den er den viktigste ingrediensen i kunstgjødsel, uten hvilke moderne landbruksutbytter ville være umulige. Noen ganger kalt Haber-ammoniakkprosessen, var Haber-Bosch-prosessen den første industrielle kjemiske prosessen som benyttet seg av ekstremt høye trykk: 200-400 atmosfærer. I tillegg til høyt trykk, bruker prosessen også høye temperaturer på ca. 750 til 2200 ° Fahrenheit (ca. 400-650 ° C). Effektiviteten av reaksjonen er en funksjon av trykk og temperatur; større utbytter produseres ved høyere trykk og lavere temperaturer innenfor det nødvendige området.
Historie
I løpet av det første tiåret av 1900-tallet ble den kunstige syntesen av nitrater forsket på grunn av frykt for at verdens forsyning av fast nitrogen falt raskt i forhold til etterspørselen. Nitrogen i sin inaktive, atmosfæriske gassform er veldig rik, men landbruksmessig nyttige "faste" nitrogenforbindelser var vanskeligere å få til på den tiden. Landbruksdriften krever liberale mengder fast nitrogen for å gi gode utbytter. På begynnelsen av det 20. århundre ble alle verdens utviklede land pålagt å importere nitrater fra den største tilgjengelige kilden - saltpeter (NaNO3) fra Chile - og mange forskere var bekymret for den synkende tilførselen av nitrogenforbindelser.
Haber-Bosch-prosessen ga en løsning på mangelen på fast nitrogen. Ved bruk av ekstremt høyt trykk og en katalysator bestående hovedsakelig av jern, ble kritiske kjemikalier brukt i både produksjon av gjødsel og eksplosiver gjort svært tilgjengelige for Tyskland, noe som gjorde det mulig for dette landet å fortsette å kjempe under første verdenskrig. Som Haber-Bosch-prosessen forgrenet i global bruk, ble det den viktigste prosedyren som var ansvarlig for produksjon av kjemisk gjødsel.