Was ist der Ostwald -Prozess?
Das Ostwald -Prozess ist eine Methode zur industriellen Produktion von Salpetersäure, die 1902 vom deutschen/lettischen Chemiker Willhelm Ostwald patentiert und erstmals 1908 umgesetzt wurde. In diesem Prozess wird Salpetersäure durch die Oxidation von Ammonia synthetisiert.Vor der Einführung des Ostwald -Prozesses wurde alle Salpetersäure durch Destillieren von Salpeter Mdash erzeugt.Natriumnitrat (Nano 3 ) oder Kaliumnitrat (Kno 3 ) mdash;mit konzentrierter Schwefelsäure.Das Ostwald -Prozess berücksichtigt nun die gesamte industrielle Produktion von Salpetersäure, eine chemische Entscheidung für den Dünger und die Sprengstoffindustrie.
Die erste Synthese von Salpetersäure Mdash;Durch Erhitzen einer Mischung aus Salz, Kupfersulfat und Alaun Mdash;wird im Allgemeinen dem arabischen Alchemisten Jabir Ibn Hayyan Geber irgendwann im 8. Jahrhundert zugeschrieben, aber es gibt einige Unsicherheiten.Mitte des 17. Jahrhunderts produzierte der deutsche Chemiker Johann Rudolf Glauber die Säure durch Destillieren von Salpeter mit Schwefelsäure.Salpetersäure war hauptsächlich aufgrund seiner Fähigkeit, die meisten Metalle bis zur Entdeckung im Jahr 1847 von Nitroglycerin aufzulösen.Bald danach, mit der Eröffnung eines neuen Sprengstoffs durch die Nitrierung organischer Verbindungen, Salpetersäure Mdash;und sein Vorläufer, Saltpeter mdash;waren viel gefragt.Bis zum frühen 20. Jahrhundert stammte die gesamte Salpetersäureproduktion aus Salpeter.Der Prozess findet in drei Schritten statt.Erstens wird eine Mischung aus einem Teil Ammoniak (NH
3) Gas und 10 Teileluft in die katalytische Kammer eingespeistDas Ammoniak kombiniert mit Sauerstoff (o 2 ), um Stickoxid (NO) zu erzeugen: 4nh 3 + 5o 2 rarr;4no + 6h 2 o.Zweitens wird in der Oxidationskammer bei einer Temperatur von 122 Grad (50 Grad) Stickoxid mit Sauerstoff kombiniert, um Stickstoffdioxid zu produzieren: 2no + o 2 rarr;2no 2 .Schließlich wird in der Absorptionskammer das Stickstoffdioxid in Wasser gelöst, wodurch Salpetersäure (Hno 3 ) und Stickoxid entstehen, die dann recycelt werden können: 3no 2 + H 2 O Rarr;2HNO 3 + Nr. Der Ostwald -Prozess erzeugt Salpetersäure als wässrige Lösung von etwa 60% Konzentration.Durch die Destillation wird die Konzentration auf 68,5%erhöht, was die für die meisten Zwecke verwendete Salpetersäure der Reagenzie ergibt.Diese Säure ist ein Azeotrop aus Salpetersäure und Wasser, was bedeutet, dass die beiden Verbindungen bei der gleichen Temperatur und bei der gleichen Mdash kochen.251.6 Grad (122 Grad; C), und so kann es nicht durch einfache Destillation weiter konzentriert werden.Wenn höhere Konzentrationen erforderlich sind, können sie durch Destillation mit konzentrierter Schwefelsäure mdash erhalten werden.das absorbiert das Wasser mdash;oder direkt durch die Kombination von Stickstoffdioxid, Wasser und Sauerstoff bei hohem Druck.
Dieser chemische Prozess würde die Abhängigkeit von Salzreserven verringern, erforderten jedoch eine Ammoniakquelle, die zu diesem Zeitpunkt nicht leicht in großen Mengen verfügbar war.Das Ammoniakproblem wurde durch die Entwicklung des Haberprozesses gelöst, bei dem diese Verbindung unter Verwendung des atmosphärischen Stickstoffs und Wasserstoffs aus Erdgas synthetisiert wurde.Der Ostwald -Prozess übernahm schnell das Hauptmittel für die Salpetersäureproduktion.
Diese beiden industriellen Prozesse zwischen ihnen ermöglichten die billige Produktion von Salpetersäure in großen Mengen.Dies führte wiederum zu einer erhöhten landwirtschaftlichen Produktivität, da Nitratdünger in loser Schüttgut billig hergestellt werden konnten.Es verlängerte jedoch auch den Ersten Weltkrieg, als Deutschland Mdash;von den meisten Saltpeter -Vorräten während des Krieges abschneiden und Mdash;konnte weiterhin Sprengstoff in großen Mengen produzieren.