El proceso consiste en la reacción entre el nitrógeno y el hidrógeno, ambos gaseosos, (N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) ΔHº = -46,2 kj/mol ΔSº < 0) , esta reacción es exotérmica, es decir, sin embargo la obtencion del amoniaco en condiciones naturales es nula.
La reaccion requiere bastante tiempo, debido a la cantidad de energia necesaria de activacion para estabilizar el N2. Por tal razón, Haber inventó una solución al problema, la cual fue utilizar un catalizador, en este caso, el Óxido de Hierro, que se reduce a H2; y al aumentar la presión, este favorece a su formación. Este método de Haber, se convirtió en un proceso por Bosh.
Por lo tanto, en las plantas se operan con una presión de 100-1000 atm., y a una temperatura de 100-600 atm., en donde su reactor está comprendido por el Óxido de Hierro, sobre el Óxido de aluminio, incluso de esta manera la produccion es bastante baja. Los gases de salida del reactor pasan por un condensador donde se puede licuar el NH3 separándolo así de los reactivos, los cuales son renovables.
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 lugar en la superficie metálica
No hay comentarios.:
Publicar un comentario