Ποια είναι η διαδικασία Ostwald;
Η διαδικασία Ostwald είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιείται για τη βιομηχανική παραγωγή νιτρικού οξέος, με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από τον γερμανικό/Λετονικό χημικό Willhelm Ostwald το 1902 και εφαρμόζεται για πρώτη φορά το 1908. Σε αυτή τη διαδικασία, το νιτρικό οξύ συντίθεται από την οξείδωση της αμμωνίας.Πριν από την εισαγωγή της διαδικασίας Ostwald, όλο το νιτρικό οξύ παρήχθη με απόσταξη του Saltpeter Mdash.(Nano 3 ) ή νιτρικό κάλιο (Kno 3 ) mdash;με συμπυκνωμένο θειικό οξύ.Η διαδικασία Ostwald αντιπροσωπεύει τώρα όλη τη βιομηχανική παραγωγή νιτρικού οξέος, ένα χημικό κρίσιμο για τις βιομηχανίες λιπασμάτων και εκρηκτικών.
Η πρώτη σύνθεση του νιτρικού οξέος mdash;με τη θέρμανση ενός μείγματος αλατιού, θειικού χαλκού και στυπτηρία mdash.γενικά αποδίδεται στον αραβικό αλχημιστή Jabir Ibn Hayyan Geber κάποια στιγμή τον 8ο αιώνα, αλλά υπάρχει κάποια αβεβαιότητα γι 'αυτό.Στα μέσα του 17ου αιώνα, ο γερμανός χημικός Johann Rudolf Glauber παρήγαγε το οξύ αποστάζοντας το Saltpeter με θειικό οξύ.Το νιτρικό οξύ ήταν ενδιαφέρον κυρίως λόγω της ικανότητάς του να διαλύει τα περισσότερα μέταλλα μέχρι την ανακάλυψη, το 1847, της νιτρογλυκερίνης.Λίγο μετά από αυτό το σημείο, με το άνοιγμα μιας νέας σειράς εκρηκτικών που έγιναν από τη νιτροποίηση οργανικών ενώσεων, του νιτρικού οξέος του MDASH.και ο πρόδρομος του, Saltpeter Mdash.ήταν πολύ σε ζήτηση.Μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα, όλη η παραγωγή νιτρικού οξέος ήταν από το Saltpeter. Το 1901, ο Willhelm Ostwald, γερμανός χημικός που γεννήθηκε στη Λετονία, ανέπτυξε μια μέθοδο σύνθεσης νιτρικού οξέος από την οξείδωση της αμμωνίας με κατάλυση.Η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε τρία βήματα.Πρώτον, ένα μείγμα ενός μέρους αέριο αμμωνίας (NH
3) και 10 μέρη αέρα τροφοδοτείται στον καταλυτικό θάλαμο όπου, σε θερμοκρασία 1292 έως 1472 deg (700 έως 800 deg, C) και χρησιμοποιώντας καταλύτη πλατίνας, η αμμωνία συνδυάζεται με οξυγόνο (o 2 ) για την παραγωγή νιτρικού οξειδίου (ΝΟ): 4NH 3 + 5O 2 rarr;4NO + 6H 2 o.Δεύτερον, στον θάλαμο οξείδωσης, σε θερμοκρασία 122 deg (50 deg, C), το νιτρικό οξείδιο συνδυάζεται με οξυγόνο για την παραγωγή διοξειδίου του αζώτου: 2NO + O 2 rarr.2no 2 .Τέλος, στο θάλαμο απορρόφησης, το διοξείδιο του αζώτου διαλύεται σε νερό, δίνοντας νιτρικό οξύ (HnO 3 ) και νιτρικό οξείδιο, το οποίο στη συνέχεια μπορεί να ανακυκλωθεί: 3NO 2 + H 2 O RARR;2hno 3 + αρ. Η διαδικασία Ostwald παράγει νιτρικό οξύ ως υδατικό διάλυμα περίπου 60% συγκέντρωσης.Με απόσταξη, η συγκέντρωση αυξάνεται στο 68,5%, δίνοντας το νιτρικό οξύ αντιδραστηρίου που χρησιμοποιείται για τους περισσότερους σκοπούς.Αυτό το οξύ είναι ένα αζεοτροπικό νιτρικό οξύ και νερό, που σημαίνει ότι οι δύο ενώσεις βράζουν στην ίδια θερμοκρασία mdash.251.6 deg, f (122 deg, c), και έτσι δεν μπορεί να συγκεντρωθεί περαιτέρω με απλή απόσταξη.Εάν απαιτούνται υψηλότερες συγκεντρώσεις, μπορούν να ληφθούν με απόσταξη με συμπυκνωμένο θειικό οξύ MDASH.που απορροφά το νερό mdash;ή απευθείας από το συνδυασμό διοξειδίου του αζώτου, νερού και οξυγόνου σε υψηλή πίεση.
Αυτή η χημική διαδικασία θα μείωνε την εξάρτηση από τα μειωμένα αποθέματα του αλατιού, αλλά απαιτούσε πηγή αμμωνίας, η οποία εκείνη τη στιγμή δεν ήταν άμεσα διαθέσιμη σε μεγάλες ποσότητες.Το πρόβλημα της αμμωνίας επιλύθηκε με την ανάπτυξη της διαδικασίας Haber, στην οποία συντέθηκε αυτή η ένωση χρησιμοποιώντας ατμοσφαιρικό άζωτο και υδρογόνο από φυσικό αέριο.Η διαδικασία Ostwald ανέλαβε γρήγορα ως τα κύρια μέσα παραγωγής νιτρικού οξέος.
Αυτές οι δύο βιομηχανικές διεργασίες μεταξύ τους επέτρεψαν τη φθηνή παραγωγή νιτρικού οξέος σε τεράστιες ποσότητες.Αυτό με τη σειρά του οδήγησε σε αυξημένη γεωργική παραγωγικότητα, καθώς τα λιπάσματα νιτρικών θα μπορούσαν να παραχθούν φθηνά σε ποσότητες χύδην.Επίσης, παρατείνεται ο Παγκόσμιος Πόλεμος, όπως η Γερμανία Mdash.Αποκοπή από τις περισσότερες προμήθειες αλατιού κατά τη διάρκεια του πολέμου mdash;ήταν σε θέση να συνεχίσει να παράγει εκρηκτικά σε μεγάλες ποσότητες.