Vad är Haber-Bosch-processen?
Ibland kallas det viktigaste tekniska framsteget från 1900-talet, och Haber-Bosch-processen möjliggör ekonomisk masssyntes av ammoniak (NH3) från kväve och väte. Det utvecklades lite före första världskriget av Fritz Haber och Carl Bosch, som var tyska kemister. Haber vann Nobelpriset för kemi 1918 för sina upptäckter, och Bosch delade ett Nobelpris med Friedrich Bergius 1931 för sitt arbete med kemiska reaktioner med högt tryck. En tysk nationell hemlighet till en början, kemi och tekniker bakom den effektiva syntesen av ammoniak spriddes till resten av världen under 1920- och 1930-talet.
Högt tryck, höga temperaturer
Ammoniak är viktig eftersom den är den huvudsakliga ingrediensen i konstgjorda gödselmedel, utan vilken modern jordbruksavkastning skulle vara omöjlig. Ibland kallad Haber-ammoniakprocessen var Haber-Bosch-processen den första industriella kemiska processen som utnyttjade extremt höga tryck: 200-400 atmosfärer. Förutom högt tryck använder processen också höga temperaturer på cirka 750 ° -1 200 ° Fahrenheit (cirka 400 ° - 650 ° Celsius). Reaktionens effektivitet är en funktion av tryck och temperatur; större utbyten produceras vid högre tryck och lägre temperaturer inom det nödvändiga intervallet.
Historia
Under det första decenniet av 1900-talet forskades den konstgjorda syntesen av nitrater på grund av rädsla för att världens utbud av fast kväve snabbt sjönk i förhållande till efterfrågan. Kväve i dess inaktiva, atmosfäriska gasform är mycket riklig, men jordbruksmässigt användbara "fixerade" kväveföreningar var svårare att komma fram vid den tiden. Jordbruksverksamheten kräver liberala mängder fast kväve för att ge goda utbyten. I början av 1900-talet var alla världens utvecklade länder skyldiga att massa importera nitrater från den största tillgängliga källan - saltpeter (NaNO3) från Chile - och många forskare var oroliga för den minskande utbudet av kväveföreningar.
Haber-Bosch-processen gav en lösning på bristen på fast kväve. Med användning av extremt högt tryck och en katalysator som mestadels bestod av järn, blev kritiska kemikalier som användes för både produktion av gödselmedel och sprängämnen mycket tillgängliga för Tyskland, vilket gjorde det möjligt för det landet att fortsätta slåss under första världskriget. Som Haber-Bosch-processen förgrenad i global användning, blev det det huvudsakliga förfarandet för produktion av kemiska gödselmedel.