Jaký je proces Ostwalda?
Proces Ostwald je metoda používaná pro průmyslovou výrobu kyseliny dusičné, patentovaná německým/lotyšským chemikem Willhelmem Ostwaldem v roce 1902 a poprvé provedena v roce 1908. V tomto procesu je kyselina dusičná syntetizována oxidací amoniaku.Před zavedením procesu Ostwalda byla veškerá kyselina dusičná destilační solným strojem a mdash;dusičnan sodný (nano 3 ) nebo dusičnan draselný (kno 3 ) mdash;s koncentrovanou kyselinou sírovou.Proces Ostwald nyní odpovídá za veškerou průmyslovou produkci kyseliny dusičné, což je chemická klíčová pro odvětví hnojiv a výbušnin.
První syntéza kyseliny dusičné;zahříváním směsi slaného střeva, síranu měď a kamence a mdash;je obecně připisován arabskému alchymistovi Jabir Ibn Hayyan Geber někdy v 8. století, ale je tu určitá nejistota.V polovině 17. století německý chemik Johann Rudolf Glauber produkoval kyselinu destilací slaného střeva kyselinou sírovou.Kyselina dusičná byla zajímavá hlavně kvůli své schopnosti rozpustit většinu kovů až do objevu v roce 1847 nitroglycerinu.Brzy po tomto bodě s otevřením nové řady výbušnin provedených nitrací organických sloučenin, kyseliny dusičné a mdash;a jeho prekurzor, Saltpeter Mdash;byly velmi žádané.Až do počátku 20. století byla veškerá produkce kyseliny dusičná ze slanéhopeteru.Proces probíhá ve třech krocích.Za prvé, směs jednoho dílu amoniaku (NH
3) plyn a 10 dílů vzduchu se přivádí do katalytické komory, kde při teplotě 1292 až 1472 deg; f (700 až 800 deg; c) a pomocí platinové katalyzátoru a platinové katalyzátoryamoniak se kombinuje s kyslíkem (o 2 ) za vzniku oxidu dusnatého (NO): 4nH 3 + 5o 2 Rarr;4No + 6H 2 o.Za druhé, v oxidační komoře, při teplotě 122 deg; F (50 deg; c), je oxid dusnatý kombinován s kyslíkem za vzniku oxidu dusičitého: 2No + O 2 Rarr;2No 2 .Nakonec je v absorpční komoře oxid dusík rozpuštěn ve vodě, což dává kyselinu dusičnou (HNO 3 ) a oxid dusnatý, což pak lze recyklovat: 3No 2 + H 2 O RARR;2hno 3 + ne.Destilací se koncentrace zvýší na 68,5%, což dává kyselinu dusičnou činidlo, která se používá pro většinu účelů.Tato kyselina je azeotrop kyseliny dusičné a vody, což znamená, že obě sloučeniny se vaří při stejné teplotě mdash;251,6 deg; f (122 deg; c), a proto ji nelze dále koncentrovat jednoduchou destilací.Pokud jsou vyžadovány vyšší koncentrace, lze je získat destilací s koncentrovanou kyselinou sírovou a MDASH;který absorbuje vodu a mdash;nebo přímo kombinací oxidu dusíku, vody a kyslíku při vysokém tlaku. Tento chemický proces by snížil spoléhání se na snižující se zásoby slanéhopeteru, ale vyžadoval zdroj amoniaku, který v té době nebyl snadno dostupný ve velkém množství.Problém amoniaku byl vyřešen vývojem Haberského procesu, ve kterém byla tato sloučenina syntetizována pomocí atmosférického dusíku a vodíku ze zemního plynu.Proces Ostwald se rychle převzal jako hlavní prostředek produkce kyseliny dusičné.
Tyto dva průmyslové procesy mezi nimi umožnily levnou produkci kyseliny dusičné v obrovském množství.To zase vedlo ke zvýšené zemědělské produktivitě, protože hnojiva dusičnanů by mohla být vyrobena levně ve objemovém množství.To však také prodlužovalo první světovou válku, jako Německo Mdash;odříznuto od většiny zásob slanéhopeteru během války mdash;byl schopen pokračovat v produkci výbušnin ve velkém množství.