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 destylacyjny saletk - azotan sodu (nano 3 ) lub azotan potasu (Kno 3 ) - ze stężonym kwasem siarkowym. Proces Ostwalda odpowiada teraz na całą produkcję przemysłową kwasu azotowego, chemikalia kluczowa dla przemysłu nawozowego i materiałów wybuchowych.
Pierwsza synteza kwasu azotowego - poprzez ogrzewanie mieszanki salepeter, siarczanu miedzi i ałunu - jest ogólnie przypisywana arabskiej alchemizmu alchemistę Jabir ibn geber. W połowie XVII wieku niemiecki chemik Johann Rudolf Glauber wyprodukował kwas przez destylacyjny saletkwas C. Kwas azotowy był interesujący głównie ze względu na jego zdolność do rozpuszczania większości metali aż do odkrycia, w 1847 r., Nitrogliceryny. Wkrótce po tym punkcie, wraz z otwarciem nowego zakresu materiałów wybuchowych wykonanych przez nitrację związków organicznych, kwas azotowy - i jego prekursor, Salpeter - były bardzo poszukiwane. Do początku XX wieku cała produkcja kwasu azotowego pochodziła z Saltpeter.
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 1292 do 1472 ° F (700 do 800 ° C) i przy użyciu katalizatora platyny, amoniak łączy się z tlenem (O 2 ), aby wytworzyć tlenku NITRIC (brak): 4NH
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 azeotropą kwasu azotowego i wody, co oznacza, że dwa związki gotują się w tej samej temperaturze - 251,6 ° F (122 ° C), a więc nie można go dalej zatężać przez prostą destylację. Jeśli wymagane są wyższe stężenia, można je uzyskać przez destylację ze skoncentrowanym sulfuKwas ric - który pochłania wodę - lub bezpośrednio przez połączenie dwutlenku azotu, wody i tlenu pod wysokim ciśnieniem.
Ten proces chemiczny zmniejszyłby poleganie na malejących rezerlach Saletpeter, 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 przedłużona I wojna światowa, ponieważ Niemcy - odcięte od większości dostaw Saletpeter podczas wojny - były w stanie kontynuować produkcję materiałów wybuchowych w dużych ilościowych ilościaches.