Proceso Haber Bosch
Introducción.
El amoníaco es un compuesto nitrogenado fundamental para la producción de fertilizantes yexplosivos. 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 defertilizantes 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 dependerde 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 métododenominado Haber-Bosh (Fritz Haber y Carl Bosh recibieron 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.1
N2 (g) + 3 H2 (g) ↔ 2 NH3 (g); ΔHº = -46,2 kj/mol ΔSº < 0
N2 (g) + 3 H2 (g) ↔ 2 NH3 (g); ΔHr = -92.4 KJ
Es una reacción reversible y exotérmica de la ecuación termoquímica se deduce que elrendimiento en amoniaco disminuye al aumentar la temperatura (Ecuación de van’t Hoff)2, pero a bajas temperaturas la reacción es demasiado lenta para poder utilizarse prácticamente. Por otro lado, lavelocidad a la que se forma NH3 a temperatura ambiente es casi nula. La reacción muy lenta puesto que tiene una elevada energía de activación, consecuencia de la estabilidad del N2.
En la ecuación químicaanterior se observa que la formación de amoniaco va acompañada de una disminución de volumen, esto es, que cuatro volúmenes de la mezcla de hidrógeno y nitrógeno se convierten en dos volúmenes deamoniaco. Por consiguiente, la reacción directa se favorece aumentando la presión (principio de Le Chatelier). Con el empleo de catalizadores, y regulando la temperatura y presión, es posible obtener...
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