Aplicació del procés haber a l’obtenció industrial de l’amoníac

El nitrogen es un gas quasi inert i que difícilment reacciona per formar composts. Per això, a pesar de la gran quantitat de nitrogen que hi ha a l’aire, el sol es freqüentment pobre en compostosde nitrogen. Alguns d’aquests composts, per exemple l’àcid nítric i els nitrats, son importantíssims per la fabricació d’adobs, fertilitzants, colorants, plàstics, explosius, fibres sintètiques ialtres productes químics d’enorme importància . El químic alemany Fritz Haber va descobrir l’any 1908 un mètode per combinar el nitrogen atmosfèric amb l’hidrogen per tal de formar amoníac (gas incolor,irritant, amb una olor característica i de caràcter basic), que desprès es podia convertir fàcilment en nitrats. El procés Haber de producció industrial d’amoníac aplica factors cinètics itermodinàmics per tal d’aconseguir que el rendiment de la fabricació de l’amoníac segons el següent equilibri sigui màxim:

N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) ΔH = -92 KJ

La Kc d’aquesta reacció val 3,6.108,aquest valor tan alt, indica que en l’equilibri pràcticament tot l’hidrogen i el nitrogen es convertiran en amoníac. Però la reacció es tan lenta a 25 ºC que no es produeixen quantitats apreciablesd’amoníac en temps raonables. Per aquest motiu Haber proposa la utilització de pressions d’entre 200 i 700 atm , temperatures al voltant de 500 oC, i l’addició d’un catalitzador de ferro finament dividit.El motiu pel qual s’utilitzen pressions de 200 a 700 atm es que un augment de la pressió afavorirà el desplaçament de l’equilibri cap a la formació d’amoníac (Principi de Le Chatelier). Aquesta esla causa per la
qual en el procés Haber s’utilitzen pressions tan elevades. Per una altra part en ser la reacció exotèrmica, un augment de la temperatura farà que l’equilibri es desplaci cap elnitrogen i l’hidrogen i no afavorirà la formació d’amoníac (Principi de Le Chatelier). Però les velocitats
de les reaccions directa i inversa augmenten amb la temperatura, es a dir el factor cinètic...