Qual è il processo Ostwald?
Il processo di Ostwald è un metodo utilizzato per la produzione industriale di acido nitrico, brevettato dal chimico tedesco/lettone Willhelm Ostwald nel 1902 e implementato per la prima volta nel 1908. In questo processo, l'acido nitrico è sintetizzato dall'ossidazione dell'ammoniaca.Prima dell'introduzione del processo Ostwald, tutto l'acido nitrico è stato prodotto distillando Saltpeter Mdash;nitrato di sodio (nano 3 ) o nitrato di potassio (Kno 3 ) e mdash;con acido solforico concentrato.Il processo di Ostwald ora rappresenta tutta la produzione industriale di acido nitrico, una sostanza chimica cruciale per le industrie di fertilizzanti ed esplosivi.
La prima sintesi di acido nitrico e mdash;riscaldando una miscela di sallietro, solfato di rame e allume e mdash;è generalmente attribuito all'alchimista arabo Jabir Ibn Hayyan Geber nell'VIII secolo, ma c'è qualche incertezza al riguardo.A metà del 17 ° secolo, il chimico tedesco Johann Rudolf Glauber produse l'acido distillando il salino con acido solforico.L'acido nitrico era di interesse principalmente per la sua capacità di dissolvere la maggior parte dei metalli fino alla scoperta, nel 1847, di nitroglicerina.Poco dopo questo punto, con l'apertura di una nuova gamma di esplosivi realizzati dalla nitrazione di composti organici, acido nitrico e mdash;e il suo precursore, Saltpeter Mdash;erano molto richiesti.Fino all'inizio del XX secolo, tutta la produzione di acido nitrico proveniva da Saltpeter.
Nel 1901, Willhelm Ostwald, un chimico tedesco nato in Lettonia, sviluppò un metodo per sintetizzare l'acido nitrico dall'ossidazione dell'ammoniaca per catalisi.Il processo si svolge in tre passaggi.In primo luogo, una miscela di una parte di ammoniaca (NH 3 ) e 10 parti dell'aria viene immessa nella camera catalitica dove, a una temperatura da 1292 a 1472 e deg; F (da 700 a 800 deg; C) e usando un catalizzatore di platino, l'ammoniaca si combina con ossigeno (o 2 ) per produrre ossido nitrico (NO): 4NH 3 + 5O 2 rarr;4NO + 6H 2 o.In secondo luogo, nella camera di ossidazione, a una temperatura di 122 deg; F (50 deg; C), l'ossido nitrico è combinato con ossigeno per produrre biossido di azoto: 2No + O 2 rarr;2no 2 .Infine, nella camera di assorbimento, il biossido di azoto viene sciolto in acqua, dando acido nitrico (HNO 3 ) e ossido nitrico, che può quindi essere riciclato: 3NO 2 + H 2 O RARR;2hno 3 + NO.
Il processo Ostwald produce acido nitrico come soluzione acquosa di circa il 60% di concentrazione.Per distillazione, la concentrazione viene aumentata al 68,5%, dando l'acido nitrico di livello reagente che viene utilizzato per la maggior parte degli scopi.Questo acido è un azeotrope di acido nitrico e acqua, il che significa che i due composti bollono alla stessa temperatura e mdash;251.6 deg; f (122 deg; c) e quindi non può essere ulteriormente concentrato da una semplice distillazione.Se sono necessarie concentrazioni più elevate, possono essere ottenute mediante distillazione con acido solforico concentrato e mdash;che assorbe l'acqua mdash;o direttamente mediante la combinazione di biossido di azoto, acqua e ossigeno ad alta pressione.
Questo processo chimico ridurrebbe la dipendenza dalle riserve decrescenti di sallietro, ma richiedeva una fonte di ammoniaca, che a quel tempo non era prontamente disponibile in grandi quantità.Il problema dell'ammoniaca è stato risolto dallo sviluppo del processo di Haber, in cui questo composto è stato sintetizzato usando azoto atmosferico e idrogeno dal gas naturale.Il processo di Ostwald ha rapidamente assunto come mezzo principale per la produzione di acido nitrico.
Questi due processi industriali tra loro hanno consentito la produzione economica di acido nitrico in enormi quantità.Ciò a sua volta ha portato ad un aumento della produttività agricola, poiché i fertilizzanti di nitrati potrebbero essere prodotti a buon mercato in quantità di massa.Tuttavia, ha anche prolungato la prima guerra mondiale, come Germania e Mdash;Tagliare dalla maggior parte delle forniture di sallietro durante la guerra e mdash;è stato in grado di continuare a produrre esplosivi in grandi quantità.