Obtencion Del Amoniaco

PROCESO DE HABER-BOSCH: SÍNTESIS DEL AMONIACO
 
El amoníaco es un compuesto nitrogenado fundamental para la producción de fertilizantes y explosivos. A finales del siglo XIX, las fuentes naturales de compuestos nitrogenados (situadas en Chile) comenzaron a resultar escasas. El rápido aumento de la población mundial incrementó la demanda de fertilizantes para la obtención de cosechas. Además,la tensa situación política europea a principios del siglo XX disparó la producción de explosivos en la industria armamentística. Para evitar depender de las fuentes naturales de nitratos, las naciones buscaron un proceso que permitiese fabricar compuestos nitrogenados a partir del nitrógeno del aire. El NH3 se obtiene exclusivamente por el método denominado Haber-Bosh (Fritz Haber y Carl Boshrecibieron el Premio Nobel de química en los años 1918 y 1931).
El proceso consiste en la reacción directa entre el nitrógeno y el hidrógeno gaseosos. N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) ΔHº = -46,2 kj/mol ΔSº < 0 Es una reacción exotérmica por lo que un excesivo aumento de temperatura no favorece la formación de amoníaco. 25 ºC K = 6,8.105 atm. 450 ºC K = 7,8.10-2 atm. Sin embargo, la velocidad a laque se forma NH3 a temperatura ambiente es casi nula. Es una reacción muy lenta, puesto que tiene una elevada energía de activación, consecuencia de la estabilidad del N2.
La solución de Haber al problema fue utilizar un catalizador (óxido de hierro que se reduce a hierro en la atmósfera de H2) y aumentar la presión, ya que esto favorece la formación del producto. Convertir el método de Haber enun proceso de fabricación fue trabajo realizado por Carl Bosh, ingeniero químico de la BASF, quien de este modo consiguió su nobel. En la práctica las plantas operan a una presión de 100-1000 atm. y a una temperatura de 400-600 atm. En el reactor de síntesis se utiliza α-Fe como catalizador (Fe2O3 sobre AlO3 catálisis heterogénea). A pesar de todo, la formación de NH3 es baja con un rendimientoalrededor del 15%. Los gases de salida del reactor pasan por un condensador donde se puede licuar el NH3 separandolo así de los reactivos, los cuales pueden ser nuevamente utilizados. Los estudios sobre el mecanismo de la reacción indican que la etapa determinante de la velocidad de la reacción es la ruptura de la molécula de N2 y la coordinación a la superficie del catalizador. El otro reactivo,H2, se activa más fácilmente. Se producen una serie de reacciones de inserción entre las especies adsorbidas para producir el NH3. El catalizador funciona adsorbiendo las moléculas de N2 en la superficie del catalizador debilitando el enlace interatómico N-N; de esta forma se origina N atómico el cual reacciona con átomos de hidrogeno que provienen de la disociación de H2 que también tiene lugaren la superficie metálica.
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Aportación de la colaboradora Laura Pérez

OBTENCIÓN DEL AMONIACO

Método de laboratorio: el amoniaco se obtiene generalmente en el laboratorio calentando una sal amónica con cal apagada o con hidróxido sódico. La ecuación iónica correspondiente a la reacción es:
NH4++ OH ! NH3 + H20Para obtener una corriente de amoniaco se hace gotear una disolución concentrada de amoniaco sobre hidróxido sódico sólido. El amoniaco puede recogerse por desplazamiento del aire de un frasco invertido.
Amoniaco sintético: el amoniaco se prepara por la unión directa de los elementos según el proceso Haber:
n2 + 3h3 !2nh3 + 22'08 kcal
Esta reacción es reversible. De la ecuación termoquímicase deduce que el rendimiento en amoniaco disminuye al aumentar la temperatura (ley de Van' t Hoff), pero a bajas temperaturas la reacción es demasiado lenta para poder utilizarse prácticamente. En presencia de un catalizador, por ejemplo, una mezcla especial formada por hierro, molibdeno y algo de Al2O3, la combinación se acelera muchísimo, pero incluso con la ayuda de un catalizador no podría...