Haber-Bosch Proses Bilgileri

Haber işlemi veya Haber-Bosch işlemi, amonyak veya azotu düzeltmek. Haber süreci tepki veriyor azot ve hidrojen amonyak oluşturmak için gaz:

N-₂ + 3 H₂ → 2 NH₃ (ΔH = −92.4 kJ · mol⁻¹)

Bir Alman kimyager Fritz Haber ve bir İngiliz kimyager Robert Le Rossignol, ilk amonyak sentezi sürecini 1909'da gösterdi. Basınçlı havadan damla damla amonyak oluşturdular. Bununla birlikte, bu masa üstü cihazında gerekli basıncı ticari üretime yaymak için teknoloji yoktu. BASF'nin mühendisi Carl Bosch, endüstriyel amonyak üretimi ile ilgili mühendislik problemlerini çözdü. BASF'nin Alman Oppau fabrikası 1913'te amonyak üretimine başladı.

Haber'in orijinal süreci havadan amonyak üretti. Endüstriyel Haber-Bosch işlemi, reaksiyonu hızlandırmak için özel bir katalizör içeren bir basınçlı kapta azot gazı ve hidrojen gazını karıştırır. Termodinamik açıdan bakıldığında, azot ve hidrojen arasındaki reaksiyon, oda sıcaklığında ve basınçta ürünü tercih eder, ancak reaksiyon çok fazla amonyak üretmez. Reaksiyon

Katalizör ve artan basınç, sürecin arkasındaki bilimsel sihirdir. Bosch'un orijinal katalizörü osmiyumdu, ancak BASF hızlı bir şekilde bugün hala kullanılmakta olan daha ucuz bir demir bazlı katalizöre yerleşti. Bazı modern süreçler demir katalizörden daha aktif olan bir rutenyum katalizörü kullanır.

Bosch aslında hidrojeni elde etmek için suyu elektrolize etmesine rağmen, sürecin modern versiyonu hidrojen gazı elde etmek için işlenen metan elde etmek için doğal gaz kullanır. Dünya doğal gaz üretiminin yüzde 3-5'inin Haber sürecine doğru gittiği tahmin ediliyor.

Amonyağa dönüşüm her seferinde sadece yüzde 15 civarında olduğu için gazlar katalizör yatağından birkaç kez geçer. İşlemin sonunda azot ve hidrojenin amonyağa yaklaşık yüzde 97 dönüşümü sağlanır.

Bazı insanlar Haber sürecini son 200 yılın en önemli buluşu olarak görüyor! Haber sürecinin önemli olmasının başlıca nedeni, amonyağın bitki gübre olarak kullanılması ve çiftçilerin sürekli artan dünya nüfusu için yeterli mahsul yetiştirmelerine olanak sağlamasıdır. Haber süreci, yılda 500 milyon ton (453 milyar kilogram) azot bazlı gübre tedarik ediyor ve bu da Dünya'daki insanların üçte biri için gıdaları desteklediği tahmin ediliyor.

Haber süreciyle de olumsuz ilişkiler var. I. Dünya Savaşı'nda, amonyak mühimmat üretmek için nitrik asit üretmek için kullanıldı. Bazıları, nüfus patlamasının gübre nedeniyle mevcut yiyeceklerin artması olmadan daha iyi veya daha kötüsü olmayacağını savunuyor. Ayrıca, azot bileşiklerinin salımı, olumsuz bir çevresel etkiye sahiptir.

_Referanslar

_{Dünyayı Zenginleştirmek: Fritz Haber, Carl Bosch ve Dünya Gıda Üretiminin Dönüşümü, Vaclav Smil (2001) ISBN 0-262-19449-X.}

_{ABD Çevre Koruma Ajansı: Küresel Azot Döngüsünün İnsan Tarafından Değiştirilmesi: Peter M.'nin Nedenleri ve Sonuçları Vitousek, Başkan, John Aber, Robert W. Howarth, Gene E. Likens, Pamela A. Matson, David W. Schindler, William H. Schlesinger ve G. David Tilman}

_{Fritz Haber Biyografi, Nobel e-Museum, 4 Ekim 2013'te alındı.}