Haber-Boschproses

It Haber-Boschproses is de manier hoe't it measte ammoniak makke wurdt troch stikstofgas en wetterstofgas sûnder soerstof yn kontakt mei in katalysator ûnder hege druk te hjitsjen. It proses is yn 1909 troch Fritz Haber en Carl Bosch ûntwikkele en se krigen dêr yn 1910 it patint foar.

It Haber-Boschproses produsearret ammoniak en kooldiokside út ierdgas, lucht en stoom

Ammoniak is in wichtige gemyske stof dy't brûkt wurdt foar de produksje fan stikstofhâldende keunstdongstoffen en oare stikstofhâldende gemikalyen. Yn 't jier wurdt der likernôch 131 miljoen ton ammoniak produsearre dêr't mear as 1 persint fan alle enerzjy fan de wrâld by ferbrûkt wurdt.

It proses waard foar it earst op grutte skaal brûkt yn Dútslân yn de Earste Wrâldkriich. Oant doe ta fierde Dútslân syn nitraat yn út Sily (silisalpeter), mar troch de kriich en de grutte fraach nei munysje by in ûnwisse oanfierwei, wie der ferlet fan in alternative boarne. It produsearre ammoniak koe oksidearre wurde ta stikstofdiokside troch middel fan it Ostwaldproses, en it dêrút foarme salpetersoer koe dan wer brûkt wurde foar it meitsjen fan eksplosiven.

It proses

De normale reaksje neffens it Haber-Boschproses dat ta it foarmjen fan ammoniak liedt is eksoterm.

$\mathrm {N_{2}\ +\ 3\ H_{2}\ \longrightarrow \ 2\ NH_{3}}$

Molekulêre stikstof is gjin goede boarne fan stikstof, om't dêr in sterke trijedûbele bining yn sit en dus dreech reagearret mei oare stoffen. De reaksje fan molekulêre stikstof mei wetterstof makket in bettere stikstofboarne, ammoniak, dat yn de lânbou en gemyske yndustry brûkt wurde kin. Foar it brekken fan de trijedûbele bining wurdt in katalysator brûkt.

De nedige stikstof komt út 'e loft. Yn 'e loft sit likernôch 78% stikstofgas en 21% soerstofgas. De soerstof moat earst fuorthelle wurde. Dêrmei wurdt lucht oer hite kooks hinne laat. Dêrby reagearret alle soerstof út 'e loft mei de koalstof fan de kooks en dan ûntstiet koalmonokside.

$\mathrm {4\ N_{2}\ +\ O_{2}\ +\ 2\ C\ \longrightarrow \ 4\ N_{2}\ +\ 2\ CO}$

Dat is in eksoterm proses. Dêrnei wurdt der wetterdamp troch it reaksjemingsel hinne pompt dat yn in endoterm proses ta wettergas reagearret. Dêrnei reagearret dat wettergas mei it koalmonokside ta koaldiokside en wetterstofgas.

$\mathrm {H_{2}O\ +\ CO\ \longrightarrow \ H_{2}\ +\ CO_{2}}$

It foarme koaldiokside wurdt út it gasmingsel waske mei wetter en it gasmingsel wurdt nei it produksjeplak pompt. Hjoed-de-dei wurdt ynstee fan kooks almeast metaan út ierdgas brûkt om mei de loftsoerstof te reagearjen.

Ekonomysk belang

Yn 't jier wurdt der likernôch 100 miljoen ton stikstofhâldende keunstdong produsearre, benammen yn de foarm fan wetterfrij ammoniak, ammoaniumnitraat en ureum. Dêrby wurdt goed 3,3% fan de wrâldproduksje yn 't jier oan ierdgas ferbrûkt (likernôch 0,75% fan it wrâldenrzjyferbrûk). De keunstdong is winliken ferantwurdlik foar it fiedzjen fan in tredde fan de wrâldbefolking. Nijsgjirrich is dat it ynfieren fan it proses late ta de nitraatkrisis yn Sily troch it sluten fan de guanominen, om't dy net langer mear winstjouwend wiene.

Boarnen, noaten en referinsjes

Boarnen, noaten en/as referinsjes:

Foar boarnen en oare literatuer, sjoch ûnder: Bronnen, noten en/of referenties, op dizze side.