O que é a síntese de amônia?

A síntese de amônia é a produção de amônia a partir da combinação de gases de hidrogênio e nitrogênio. A maior parte da amônia produzida é usada como fertilizante, embora possa ser usada para outros fins, como fazer explosivos. O processo foi desenvolvido na Alemanha no início dos anos 1900.

A atmosfera está cheia de gás nitrogênio, mas não é reativo e geralmente não combina com outros elementos. A estratégia básica para a fabricação de amônia, NH _{3, é combinar gás hidrogênio, h , com gases de nitrogênio, n 2, a uma alta temperatura e sob alta pressão. Quimicamente, essa é uma reação difícil, por isso exige que um agente acelere o processo.}

Um catalisador é um composto que faz uma reação prosseguir mais rapidamente. Na síntese de amônia, o catalisador usado geralmente é ferro. O tipo de ferro usado é redução de minério de magnetita . Existem outros produtos químicos que podem ser usados ​​como catalisadores, mas o ferro é o mais comum.Gás Ural, também conhecido como metano, CH _{4 . Isso descreve o processo básico da síntese de amônia. Muitas outras etapas ocorrem em uma planta de síntese de amônia. Os compostos de enxofre são primeiro removidos do gás natural, reagindo com óxido de zinco, que é transformado em sulfeto de zinco. Isso deixa o metano livre, que passa por várias mais transformações para gerar gás hidrogênio.}

A temperatura usada é de cerca de 1482 ° F (400 ° C). A pressão usada é menor do que o ideal para a reação. Por razões de segurança, é usada pressão de cerca de 200 atmosferas (ATM). O rendimento é de cerca de 10 a 20% nessas condições. À medida que a mistura deixa o reator, é resfriado, para que a amônia se torne um líquido. O calor é capturado e reutilizado para aquecer os gases de entrada.

Este método de síntese de amônia é conhecido como processo Haber , porque foi criado pelo químico alemão FritZ Haber, que desenvolveu as condições para a reação química. Ele o desenvolveu durante uma escassez de fertilizantes contendo nitrogênio no início dos anos 1900, e porque a Alemanha precisava de explosivos para a Primeira Guerra Mundial. Atualmente, a amônia é produzida em larga escala em todo o mundo.

Uma maneira alternativa de fazer o hidrogênio para a reação é através da eletrólise da água. A eletrólise usa eletricidade para quebrar os compostos. Nesse caso, a água é dividida em hidrogênio e oxigênio. Isso foi feito em conjunto com a produção de eletricidade a partir de usinas hidrelétricas. Já em 1911, a eletrólise da água foi usada para fornecer hidrogênio para a síntese de amônia.

Alguns microorganismos são capazes de usar gás nitrogênio do ar para produzir amônia. Esse processo é chamado de fixação de nitrogênio . Nesse caso, os catalisadores são enzimas complexas conhecidas como nitrogenases . As bactérias que realizam esse processo vivem nas raízes das leguminosas, como a ervilhaLANTS. A fixação de nitrogênio melhorou significativamente o status de nutrientes de muitos solos.