Apa itu sintesis amonia?

Sintesis amonia adalah produksi amonia dari kombinasi gas hidrogen dan nitrogen.Sebagian besar amonia yang diproduksi digunakan sebagai pupuk, meskipun dapat digunakan untuk tujuan lain, seperti membuat bahan peledak.Proses ini dikembangkan di Jerman pada awal 1900 -an.

Atmosfer penuh dengan gas nitrogen, tetapi tidak reaktif dan umumnya tidak bergabung dengan elemen lain.Strategi dasar untuk membuat amonia, NH 3 , adalah untuk menggabungkan gas hidrogen, H 2 , dengan gas nitrogen, N 2 , pada suhu tinggi dan di bawah tekanan tinggi.Secara kimia, ini adalah reaksi yang sulit, sehingga membutuhkan agen untuk mempercepat proses.

Katalis adalah senyawa yang membuat reaksi berjalan lebih cepat.Dalam sintesis amonia, katalis yang digunakan umumnya adalah besi.Jenis zat besi yang digunakan adalah redupkan bijih magnetit

.Ada bahan kimia lain yang dapat digunakan sebagai katalis, tetapi zat besi adalah yang paling umum.

Sumber gas hidrogen biasanya gas alam, juga dikenal sebagai metana, ch 4

.Ini menjelaskan proses dasar sintesis amonia.Banyak langkah lain terjadi di pabrik sintesis amonia.Senyawa belerang pertama kali dihilangkan dari gas alam dengan bereaksi dengan seng oksida, yang ditransformasikan menjadi seng sulfida.Ini meninggalkan metana bebas, yang melewati beberapa transformasi lagi untuk menghasilkan gas hidrogen.

Suhu yang digunakan adalah sekitar 1482 deg;F (400 deg; c).Tekanan yang digunakan kurang dari apa yang optimal untuk reaksi.Untuk alasan keamanan, tekanan sekitar 200 atmosfer (ATM) digunakan.Hasilnya sekitar 10-20% dalam kondisi ini.Saat campuran meninggalkan reaktor, didinginkan, sehingga amonia akan menjadi cairan.Panas ditangkap dan digunakan kembali untuk memanaskan gas yang masuk.

Metode sintesis amonia ini dikenal sebagai proses haber

, karena diciptakan oleh ahli kimia Jerman Fritz Haber, yang mengembangkan kondisi untuk reaksi kimia.Dia mengembangkannya selama kekurangan pupuk yang mengandung nitrogen pada awal 1900-an, dan karena Jerman membutuhkan bahan peledak untuk Perang Dunia I. Saat ini, amonia diproduksi dalam skala besar di seluruh dunia.

Cara alternatif untuk membuat hidrogen untuk TheReaksi adalah melalui elektrolisis air.Elektrolisis menggunakan listrik untuk memecah senyawa.Dalam hal ini, air dipecah menjadi hidrogen dan oksigen.Ini telah dilakukan bersamaan dengan produksi listrik dari pembangkit listrik tenaga air.Sejauh tahun 1911, elektrolisis air telah digunakan untuk menyediakan hidrogen untuk sintesis amonia.

Beberapa mikroorganisme dapat menggunakan gas nitrogen dari udara untuk menghasilkan amonia.Proses ini disebut fiksasi nitrogen .Dalam hal ini katalis adalah enzim kompleks yang dikenal sebagai nitrogenase

.Bakteri yang melakukan proses ini hidup pada akar kacang -kacangan, seperti tanaman kacang polong.Fiksasi nitrogen telah secara signifikan meningkatkan status nutrisi banyak tanah.