Ο ρόλος των υποστηρικτών στη διαδικασία Haber
Η διαδικασία του Haber θεωρείται επίσης ως η διαδικασία Bosch της Haber. Είναι μια διαδικασία με την οποία το ατμοσφαιρικό άζωτο μετατρέπεται σε αμμωνία. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται κυρίως σε βιομηχανίες για μεγάλης κλίμακας παραγωγή αμμωνίας. Αυτή η διαδικασία πήρε το όνομά της από τους Γερμανούς χημικούς Fritz Haber και Carl Bosch. Το 1913 η αμμωνία κατασκευάστηκε για πρώτη φορά χρησιμοποιώντας αυτή τη διαδικασία. Υπάρχουν διάφοροι καταλύτες που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία του Haber. Η αμμωνία που παράγεται μέσω αυτής της διαδικασίας χρησιμοποιείται στα λιπάσματα ως πλούσια πηγή αζώτου. Χρησιμοποιείται επίσης σε ζιζανιοκτόνα και φυτοφάρμακα για την αύξηση της απόδοσης των καλλιεργειών.
Διαδικασία Haber
Η διαδικασία Haber είναι η μετατροπή του ατμοσφαιρικού αζώτου σε αμμωνία παρουσία διαφορετικών καταλυτών. Η αντίδραση πραγματοποιείται σε 200-400 ατμόσφαιρα και σε θερμοκρασία 500℃. Η αντίδραση της διαδικασίας Haber είναι
N2 + 3H2 → 2NH3
Ο καταλύτης μπορεί να είναι οξείδιο σιδήρου, οξείδιο μαγνησίου, οξείδιο αλουμινίου.
Η αντίδραση είναι μια εξώθερμη διαδικασία. Η εφαρμογή του Le Chatelier Principle υπό υψηλή πίεση και χαμηλή θερμοκρασία ευνοεί τον σχηματισμό αμμωνίας.
Καταλύτες
Ο καταλύτης είναι μια ουσία που αυξάνει τον ρυθμό της αντίδρασης χωρίς να διαταράσσει την ισορροπία. Ο καταλύτης δεν συμμετέχει στην ίδια την αντίδραση, δηλαδή δεν καταναλώνεται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Υπάρχουν διάφοροι τύποι καταλυτών που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία του Haber.
Ο σίδηρος χρησιμοποιείται γενικά ως καταλύτης στη διαδικασία του Haber. Ο σίδηρος που χρησιμοποιείται για αυτή τη διαδικασία περιέχει υδροξείδιο του καλίου ως προαγωγέα για την αύξηση της απόδοσης του καταλύτη.
Σε χαμηλές θερμοκρασίες, ο ρυθμός της αντίδρασης μπορεί να αυξηθεί χρησιμοποιώντας έναν καταλύτη όπου ο σίδηρος περιέχει μολυβδαίνιο είτε ως οξείδιο του σιδήρου είτε ως προαγωγέα.
Επίσης, ουσίες όπως το οξείδιο του ασβεστίου (CaO), το οξείδιο του καλίου (K2O), το οξείδιο του αργιλίου (Al2O3) και το SiO2 είναι μερικές από τις χημικές ουσίες που μπορούν να αντικαταστήσουν το υδροξείδιο του καλίου στην κανονική αντίδραση και να λειτουργήσουν ως προαγωγείς οι ίδιες.
Αρχικά, το όσμιο χρησιμοποιήθηκε ως καταλύτης στη διαδικασία του Haber καθώς παρήχθη μόνο μια μικρή ποσότητα αμμωνίας.
Ο ρόλος των υποστηρικτών στη διαδικασία της Haber
Οι υποκινητές όπως το οξείδιο του μαγνησίου αυξάνουν την αποτελεσματικότητα του καταλύτη σιδήρου της διαδικασίας Haber.
Οι υποκινητές χρησιμοποιούνται επίσης για τη διατήρηση της επιφάνειας των καταλυτών.
Οι υποκινητές είναι επίσης μη αντιδραστικοί στο υδρογόνο. δεν ανάγεται εύκολα από το υδρογόνο.
Συμπέρασμα
Η διαδικασία Haber θεωρείται επίσης ως διεργασία Haber's Bosch ή διεργασία αμμωνίας Haber ή διαδικασία συνθετικής αμμωνίας. Είναι μια διαδικασία με την οποία το ατμοσφαιρικό άζωτο μετατρέπεται σε αμμωνία παρουσία υδρογόνου. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται κυρίως σε βιομηχανίες για την παραγωγή μεγάλης κλίμακας αμμωνίας. Αυτή η διαδικασία πήρε το όνομά της από τους Γερμανούς χημικούς Fritz Haber και Carl Bosch. Ο Φριτς Χάμπερ έλαβε το βραβείο Νόμπελ για αυτή τη διαδικασία στη χημεία το 1918. Το 1931 ο Καρλ Μπος κέρδισε το βραβείο Νόμπελ για τη μετατροπή της Διαδικασίας του Χάμπερ σε μια διαδικασία μεγάλης κλίμακας χρησιμοποιώντας καταλύτη υπό υψηλή πίεση. Το 1913 η αμμωνία κατασκευάστηκε για πρώτη φορά χρησιμοποιώντας αυτή τη διαδικασία. Υπάρχουν διάφοροι καταλύτες που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία του Haber. Ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος καταλύτης είναι ο σίδηρος, καθώς είναι οικονομικά αποδοτικός, εύκολα διαθέσιμος και παρουσιάζει καλή δραστηριότητα. Συχνά προαγωγείς όπως το οξείδιο του αργιλίου και το οξείδιο του μαγνησίου χρησιμοποιούνται μαζί με τον καταλύτη για να αυξήσουν την απόδοση και την επιφάνεια του καταλύτη. Η αμμωνία που παράγεται μέσω αυτής της διαδικασίας χρησιμοποιείται σε λιπάσματα ως πλούσια πηγή αζώτου και χρησιμοποιείται επίσης σε ζιζανιοκτόνα και φυτοφάρμακα προκειμένου να αυξηθεί η απόδοση των καλλιεργειών.
