Was ist das Haber-Bosch-Verfahren?
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2 Antworten
Vor etwas mehr als 150 Jahren hat der Justus erkannt, dass für Pgflanzen nutzbarer Stickstoff nötig für guten Ertrag ist. Gleich drauf wurden natürliche Qualken ausgebeutet, und um 1900 fürchtete man eine Hungersnot, wegen sinnender Erträge. Stickstoff würde mal also gerne chemisch aus der Luft binden, so wie es Leguminosrn natürlicherweise tun.
Einige Ideen und Patente übet Calciumcarbid oder Lichtbogen waren zu teuer.
Der alte Chemiefuchs, der Fritz, kan dann aber nach langer Suche auf eine Methode, direkt aus Wasserstoff und Stickstofg Ammoniak zu basteln. Druck, mittelhohe Temperatur und ein Osmiumkatalysator helfen. Temperatur muss hoch genug sein, dass die Reaktion geschieht, tief genug, dass das Reaktionsgleichgewicht auf der Seite Ammoniaks liegt. Blöderweisecwas Wasserstoff damals teure, seltene Quelle, und das Glump ist bei 300Grad Celsius kaum zu bändigen. Darauf hin haben Fritz und sei Habera, da Karli, sich bei BASF auf a Packl g'haut, und zsamm mit weiteren Kollegen die Geräte verbessert auf das schon ab2013 Ammoniak in Masse erzeugt wurde.
Synthese von Ammoniak aus N2 und H2 unter Druck, erhöhter Temperatur und mit Hilfe eines geeigneten Katalysators
Zur Produktion von Ammoniak nach dem Haber-Bosch-Verfahren werden als Ausgangsstoffe Wasserstoff und Stickstoff benötigt. Der Wasserstoff kann günstig mit Hilfe eines Nickelkatalysators bei einer Temperatur von 700°C bis 900°C und unter einem Druck von 25 Bar bis 30 Bar aus Wasserdampf und Methan aus Erdgas nach der Formel CH4 + H2O = CO und 3 H2 ,wobei zunächst Kohlenmonoxid und Wasserstoff entstehen, hergestellt werden. Das Kohlenmonoxid wird mit Hilfe eines Eisen-(3)-Oxidkatalysators zusammen mit weiteren Wasserdampf bei einer Temperatur von 450°C bis 500°C und unter einem Druck von 25 bis 50 Bar in Kohlendioxid, welches bei 25 Bar mit Wasser herausgewaschen wird und weiteren Wasserstoff nach der Formel CO + H2O = CO2 + H2 umgesetzt. Das ist billiger als die elektrolytische Zerlegung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff. Im Ammoniakkontaktofen entsteht aus Stickstoff und Wasserstoff bei einer Temperatur von 400°C bis 500°C und unter einem Druck von 250 bis 300 Bar mit mit Hilfe eines Eisenkatalysators nach der Formel 3 H2 + N2 = 2 NH3 Ammoniak. Da der Katalysator erst bei einer Temperatur zwischen 400°C und 500°C beginnt wirksam zu werden und bei dieser Temperatur viel Ammoniak nach der Formel 2 NH3 = 3 H2 + N2 wieder in seine Ausgangsstoffe Stickstoff und Wasserstoff zerfällt, sind die hohen Drücke von 250 Bar bis 300 Bar erforderlich, um das Gleichgewicht in Richtung das Ammoniaks zu verschieben, wobei die Ausbeute an Ammoniak nur max. 20% beträgt. Die beiden Ausgangsstoffe Stickstoff und Wasserstoff werden wieder in den Prozess zurückgeführt.
Moin Herrfried
mein Chemielehrer will genaue Informationen von mir über das Thema könnten Sie,lieber Herrfried es nochmal genauer zsm fassen?