Ostwald işlemi, Alman / Letonyalı kimyager Willhelm Ostwald tarafından 1902'de patentli ve ilk olarak 1908'de uygulanan nitrik asidin endüstriyel üretimi için kullanılan bir yöntemdir. Bu işlemde nitrik asit, amonyakın oksidasyonu ile sentezlenir. Ostwald işleminin uygulanmasından önce, tüm nitrik asit, tuzlu-sodyum nitrat (NaNO3) veya potasyum nitratın (KN03) - konsantre sülfürik asit ile damıtılmasıyla üretildi. Ostwald süreci artık gübre ve patlayıcı endüstrileri için çok önemli bir kimyasal olan nitrik asitin tüm endüstriyel üretimini açıklamaktadır.
Nitrik asidin ilk sentezi - bir güherçile, bakır sülfat ve alum karışımını ısıtmakla - genellikle Arap asyacı Jabir ibn Hayyan Geber'e 8. yüzyılda atfedilir, ancak bu konuda bazı belirsizlikler vardır. 17. yüzyılın ortalarında, Alman kimyager Johann Rudolf Glauber tuz asidini sülfürik asit ile distile ederek asit üretti. Nitrik asit, 1847'de nitrogliserin ortaya çıkana kadar metallerin çoğunu çözme kabiliyetinden dolayı ilgi çekiyordu. Bu noktadan kısa bir süre sonra, organik bileşiklerin nitratlanmasıyla ortaya çıkan yeni bir patlayıcı ürün yelpazesinin açılmasıyla, nitrik asit - ve bunun öncüsü, tuzluk - çok talep edildi. 20. yüzyılın başlarına kadar tüm nitrik asit üretimi salt tuzaktan yapıldı.
1901'de Letonya'da doğmuş bir Alman kimyager olan Willhelm Ostwald, nitrik asidi katalizle amonyağın oksidasyonundan sentezleme yöntemi geliştirdi. İşlem üç adımda gerçekleştirilir. İlk önce, bir parça amonyak (NH3) gazı ve 10 parça hava karışımı katalitik hazneye beslenir, burada 1292 ila 1472 ° F (700 ila 800 ° C) bir sıcaklıkta ve bir platin katalizör kullanılarak amonyak birleştirilir. nitrik oksit (NO) üretmek için oksijen (O 2 ) ile: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O. İkincisi, oksidasyon haznesinde, 122 ° F (50 ° C) sıcaklıkta, nitrik oksit birleştirilir azot dioksitin üretilmesi için oksijen ile: 2N02 + 02 → 2N02. Son olarak, emme odasında, nitrojen dioksit su içinde eritilir ve nitrik asit (HN03) ve nitrik oksit elde edilir, bu daha sonra geri dönüştürülebilir: 3N02 + H20 → 2HNO3 + NO.
Ostwald işlemi,% 60 konsantrasyona sahip sulu bir çözelti olarak nitrik asit üretir. Damıtma ile konsantrasyon, çoğu amaç için kullanılan reaktif dereceli nitrik asit verecek şekilde% 68.5'e yükseltilir. Bu asit nitrik asit ve suyun bir azeotropudur, yani iki bileşik aynı sıcaklıkta - 251.6 ° F (122 ° C) kaynar ve bu nedenle basit damıtma ile konsantre edilemez. Daha yüksek konsantrasyonlar gerekliyse, suyu emen konsantre sülfürik asitle damıtılarak veya doğrudan yüksek basınçta azot dioksit, su ve oksijen kombinasyonu ile elde edilebilirler.
Bu kimyasal işlem, azalan su kütlesi rezervlerine olan bağımlılığı azaltacaktır, ancak o zaman büyük miktarlarda kolayca bulunamayan bir amonyak kaynağı gerektirmektedir. Amonyak sorunu, bu bileşiğin atmosferik azot ve doğal gazdan hidrojen kullanılarak sentezlendiği Haber işleminin gelişimi ile çözüldü. Ostwald süreci hızlı bir şekilde nitrik asit üretiminin ana aracı olarak devralındı.
Aralarındaki bu iki endüstriyel süreç, ucuz miktarda nitrik asit üretimini büyük miktarlarda sağladı. Bu da nitrat gübrelerinin toplu miktarlarda ucuza üretilebilmesi nedeniyle tarımsal verimliliğin artmasına neden olmuştur. Bununla birlikte, aynı zamanda, savaş sırasında birçok tuzluluk kaynağından kesilen Almanya’nın büyük miktarlarda patlayıcı üretmeye devam edebilmesi nedeniyle, I. Dünya Savaşı da uzadı.
