O que é o processo Haber-Bosch?
Às vezes chamado de avanço tecnológico mais importante do século XX, o processo Haber-Bosch permite a síntese em massa econômica de amônia (NH3) a partir de nitrogênio e hidrogênio. Foi desenvolvido um pouco antes da Primeira Guerra Mundial por Fritz Haber e Carl Bosch, que eram químicos alemães. Haber ganhou o Prêmio Nobel de Química em 1918 por suas descobertas, e Bosch compartilhou um Prêmio Nobel com Friedrich Bergius em 1931 por seu trabalho em reações químicas de alta pressão. Um segredo nacional alemão a princípio, a química e as técnicas por trás da síntese eficaz de amônia se espalharam pelo resto do mundo durante as décadas de 1920 e 1930.
Alta pressão, altas temperaturas
A amônia é importante porque é o principal ingrediente dos fertilizantes artificiais, sem os quais a produção agrícola moderna seria impossível. Às vezes chamado de processo Haber de amônia, o processo Haber-Bosch foi o primeiro processo químico industrial a fazer uso de pressões extremamente altas: 200 a 400 atmosferas. Além das altas pressões, o processo também usa altas temperaturas de cerca de 400 ° -650 ° Celsius (750 ° -1.200 ° Fahrenheit). A eficiência da reação é uma função da pressão e da temperatura; rendimentos maiores são produzidos a pressões mais altas e temperaturas mais baixas dentro da faixa necessária.
História
Durante a primeira década do século XX, a síntese artificial de nitratos estava sendo pesquisada por temores de que o suprimento mundial de nitrogênio fixo estivesse diminuindo rapidamente em relação à demanda. O nitrogênio em sua forma inativa de gás atmosférico é muito abundante, mas os compostos de nitrogênio "fixos" úteis na agricultura eram mais difíceis de encontrar naquela época. As operações agrícolas exigem quantidades liberais de nitrogênio fixo para produzir bons rendimentos. No início do século 20, todos os países desenvolvidos do mundo eram obrigados a importar em massa nitratos da maior fonte disponível - salitre (NaNO3) do Chile - e muitos cientistas estavam preocupados com o declínio da oferta de compostos nitrogenados.
O processo Haber-Bosch forneceu uma solução para a escassez de nitrogênio fixo. Usando pressões extremamente altas e um catalisador composto principalmente de ferro, produtos químicos críticos usados na produção de fertilizantes e explosivos foram tornados altamente acessíveis para a Alemanha, possibilitando que esse país continuasse lutando na Primeira Guerra Mundial. Como o processo Haber-Bosch ramificado no uso global, tornou-se o principal procedimento responsável pela produção de fertilizantes químicos.