wasss?
was genau ist das problem beim Hochdruckverfahren bei der ammoniaksynthese? wie wurde es durch Bosch gelöst?
2 Antworten
Das Problem bei der Ammoniaksynthese generell ist die Reaktionsgeschwindigkeit. Die Reaktion
3 H2 + N2 -> 2 NH3
Ist exotherm. Sie sollte also eigentlich locker bei Raumtemperatur spontan ablaufen. Tut sie auch, aber so unfassbar langsam (da hohe Aktivierungsenergie), dass es sich nicht lohnt.
Was Haber und Bosch jetzt gemacht haben ist ein Kompromiss.
Sie haben die Temperatur erhöht. Das ist für eine exotherme Reaktion erstmal echt beschissen, weil du damit das Gleichgewicht auf die Seite der Edukte schiebst. Gleichzeitig sorgt das aber auch für eine erhöhte Reaktionsgeschwindigkeit (in beide Richtungen).
Zweitens arbeiten sie bei hohen Drücken (das sorgt für mehr Teilchenkollisionen, also häufigeren Reaktionen) und sie haben einen Katalysator eingesetzt (der senkt die Aktivierungsenergie und erhöht damit nochmal die Reaktionsgeschwindigkeit).
Um jetzt das Gleichgewicht auf die Seite des Ammoniaks zu schieben, wir dieser kontinuierlich aus dem Reaktionsgemisch entfernt (Prinzip von Le Chatelier).
Fun Fact: Das Haber-Bosch-Verfahren schluckt 1-2 % des weltweit (!) erzeugten Stroms. Ohne dieses Verfahren könnten wir nur knapp die Hälfte der aktuellen Weltbevölkerung ernähren. Es gilt deswegen als eines der wichtigsten (wenn nicht sogar das wichtigste) industrielle Verfahren der Welt.
Das Problem war die Versprödung des Stahls, da der Wasserstoff mit dem Kohlenstoff aus dem Stahl reagierte, was zum Bersten der Reaktoren führte. Das Problem konnte durch die Verwendung legierter Stähle gelöst werden.