Что такое процесс Хабера-Боша?
Иногда называемый самым важным технологическим достижением 20-го века, процесс Хабера-Боша позволяет экономически выгодно синтезировать аммиак (NH3) из азота и водорода. Он был разработан незадолго до Первой мировой войны Фрицем Хабером и Карлом Бошем, немецкими химиками. Хабер получил Нобелевскую премию по химии в 1918 году за свои открытия, а Босх поделился Нобелевской премией с Фридрихом Бергиусом в 1931 году за его работу по химическим реакциям высокого давления. Сначала немецкий секрет, химический состав и методы эффективного синтеза аммиака распространились на весь остальной мир в 1920-х и 30-х годах.
Высокое давление, высокие температуры
Аммиак важен, потому что он является основным ингредиентом в искусственных удобрениях, без которых современные сельскохозяйственные урожаи были бы невозможны. Иногда называемый процессом аммиака Хабера, процесс Хабера-Боша был первым промышленным химическим процессом, в котором использовалось чрезвычайно высокое давление: 200-400 атмосфер. В дополнение к высоким давлениям, процесс также использует высокие температуры около 750-11200 градусов по Фаренгейту (около 400-650 градусов по Цельсию). Эффективность реакции является функцией давления и температуры; Большие выходы производятся при более высоких давлениях и более низких температурах в необходимом диапазоне.
история
В течение первого десятилетия 20-го века изучался искусственный синтез нитратов из-за опасений, что мировое предложение фиксированного азота быстро сокращается относительно спроса. Азот в его неактивном, атмосферном газообразном состоянии очень богат, но в то время было труднее найти полезные для сельского хозяйства "фиксированные" соединения азота. Сельскохозяйственные операции требуют значительных количеств фиксированного азота для получения хороших урожаев. В начале 20-го века все развитые страны мира были обязаны массово импортировать нитраты из самого крупного доступного источника - селитры (NaNO3) из Чили - и многие ученые были обеспокоены сокращением поставок азотных соединений.
Процесс Хабера-Боша позволил решить проблему нехватки фиксированного азота. Благодаря чрезвычайно высокому давлению и катализатору, состоящему в основном из железа, критически важные химические вещества, используемые как для производства удобрений, так и для взрывчатых веществ, стали для Германии весьма доступными, что позволило этой стране продолжить боевые действия в Первой мировой войне. Как и процесс Хабера-Боша Разветвленная в глобальном использовании, она стала основной процедурой, ответственной за производство химических удобрений