Как аммиак получается в промышленных масштабах?

Аммиак (NH₃) производится в промышленных масштабах с использованием процесса, известного как габер-Бошевский процесс. Этот процесс основан на реакции между азотом (N₂) и водородом (H₂) в присутствии катализатора при высоких температурах и давлениях.

В процессе габер-Боша сначала азот и водород проходят через катализатор, обычно состоящий из железа или никеля, при температуре около 400-500 °C и давлении около 200-300 атмосфер. На поверхности катализатора происходят несколько последовательных реакций, в результате которых образуется аммиак:

1. Фиксация азота: азот (N₂) разрывается под влиянием катализатора и образует атомарный азот (N).

2. Адсорбция атомарного азота: атомарный азот адсорбируется на поверхности катализатора.

3. Диссоциация водорода: молекулярный водород (H₂) разрывается, образуя атомарный водород (H).

4. Адсорбция атомарного водорода: атомарный водород адсорбируется на поверхности катализатора.

5. Реакция азота с водородом: адсорбированные атомы азота и водорода реагируют между собой, образуя аммиак (NH₃).

6. Десорбция аммиака: аммиак, образованный в реакции, отделяется от поверхности катализатора.

Процесс габер-Боша является сложным и требует тщательного контроля температуры, давления и соотношения азота к водороду для обеспечения высокой производительности и выхода аммиака. Однако он является основным методом промышленного производства аммиака, который широко используется в производстве удобрений, химической промышленности и других отраслях.