Jaki jest proces Ostwalda?

Proces Ostwalda jest metodą stosowaną do produkcji przemysłowej kwasu azotowego, opatentowanego przez niemieckiego/łotewskiego chemika Willhelma Ostwalda w 1902 r. I po raz pierwszy wdrożony w 1908 r. W tym procesie kwas azotowy jest syntetyzowany przez utlenianie amoniaku.Przed wprowadzeniem procesu Ostwalda cały kwas azotowy wytworzono przez destylację Saltpeter mdash;azotan sodu (nano 3 _{) lub azotan potasu (Kno} 3 _{) mdash;ze skoncentrowanym kwasem siarkowym.Proces Ostwalda odpowiada teraz na całą produkcję przemysłową kwasu azotowego, chemikalia kluczowego dla przemysłu nawozowego i materiałowego.}

Pierwsza synteza kwasu azotowego i mdash;Przez ogrzewanie mieszaniny saletrowej, siarczanu miedzi i ałunu i mdash;jest ogólnie przypisywany arabskiej alchemiku Jabir Ibn Hayyan Geber w VIII wieku, ale istnieje pewna niepewność.W połowie XVI wieku niemiecki chemik Johann Rudolf Glauber wytwarzał kwas przez destylacyjny saletk kwasem siarkowym.Kwas azotowy był interesujący głównie ze względu na jego zdolność do rozpuszczania większości metali aż do odkrycia, w 1847 r., Nitrogliceryny.Wkrótce po tym momencie, wraz z otwarciem nowego zakresu materiałów wybuchowych wykonanych przez nitrację związków organicznych, kwas azotowy i mdash;i jego prekursor, Saltpeter mdash;byli bardzo poszukiwani.Do początku XX wieku cała produkcja kwasu azotowego pochodziła z Salepeter.

W 1901 r. Willhelm Ostwald, niemiecki chemik urodzony na Łotwie, opracował metodę syntezy kwasu azotowego z utleniania amoniaku przez katalizę.Proces odbywa się w trzech krokach.Po pierwsze, mieszanina jednego części amoniaku (NH

3 _{) i 10 części powietrza jest podawana do komory katalitycznej, w której w temperaturze od 1292 do 1472 i deg; F (700 do 800 i des, amoniak łączy się z tlenem (O} 2 _{) w celu wytworzenia tlenku azotu (NO): 4NH} 3 _{+ 5O} 2 _{RARR;4no + 6H} 2 _{o.Po drugie, w komorze utleniania, w temperaturze 122 i deg; f (50 deg; c), tlenek azotu łączy się z tlenem do wytwarzania dwutlenku azotu: 2no + o} 2 _rarr;2no 2 _{.Wreszcie, w komorze absorpcyjnej, dwutlenek azotu rozpuszczany jest w wodzie, podając kwas azotowy (HNO} 3 _{) i tlenek azotowy, który można następnie poddać recyklingowi: 3no} 2 _{+ H} 2 _{O rarr;2hno} 3 _{+ no.}

Proces Ostwalda wytwarza kwas azotowy jako wodny roztwór o stężeniu około 60%.Dzięki destylacji stężenie jest zwiększone do 68,5%, co daje kwas azotowy klasy odczynnikowej, który jest wykorzystywany do większości celów.Kwas ten jest azeotropem kwasu azotowego i wody, co oznacza, że dwa związki gotują się w tej samej temperaturze mdash;251,6 i de; f (122 i deg; c), a więc nie można go dalej skoncentrować przez prostą destylację.Jeśli wymagane są wyższe stężenia, można je uzyskać przez destylację ze stężonym kwasem siarkowym mdash;który pochłania wodę i mdash;lub bezpośrednio przez kombinację dwutlenku azotu, wody i tlenu pod wysokim ciśnieniem.

Ten proces chemiczny zmniejszyłby poleganie na malejących rezerlach Salepeter, ale wymagał źródła amoniaku, które w tym czasie nie było łatwo dostępne w dużych ilościach.Problem amoniaku został rozwiązany przez rozwój procesu Habera, w którym ten związek został zsyntetyzowany przy użyciu atmosferycznego azotu i wodoru z gazu ziemnego.Proces Ostwalda szybko przejął się jako główny sposób produkcji kwasu azotowego.

Te dwa procesy przemysłowe między nimi umożliwiły tanią produkcję kwasu azotowego w ogromnych ilościach.To z kolei doprowadziło do zwiększonej wydajności rolnej, ponieważ nawozy azotanowe mogą być tanio wytwarzane w ilościach masowych.Jednak przedłużono I wojnę światową, jako Niemcy i Mdash;Odcięcie większości materiałów Saletpeter podczas wojny mdash;był w stanie kontynuować produkcję materiałów wybuchowych w dużych ilościach.