Die Herstellung von Ammoniak (Haber-Bosch-Verfahren)

Die Herstellung von Ammoniak (Haber-Bosch-Verfahren)

Zur industriellen Herstellung von Ammoniak sind hohe Temperaturen und hoher Druck notwendig.

Chemie

Schlagwörter

Ammoniakherstellung, Ammoniak, Haber-Bosch, chemische Reaktion, Stickstoffmolekül, Wasserstoffmolekül, Ammoniakmolekül, Katalysator, Ferrit, industrielle Herstellung, anorganische Chemie, Industrie, Chemieindustrie, Chemie

Verwandte Extras

3D-Modelle

Ausgangsstoffe

  • Ferrit
  • Stickstoffmolekül
  • Wasserstoffmolekül
  • Ammoniakmolekül

Reaktion

  • Ferrit
  • Stickstoffmolekül
  • Wasserstoffmolekül
  • Ammoniakmolekül

Narration

Im 20. Jahrhundert entwickelten Fritz Haber und Carl Bosch ein chemisches Verfahren, welches die industrielle Herstellung von Ammoniak ermöglichte.

Die Atome des stabilen Stickstoffmoleküls werden durch Dreifachbindungen zusammengehalten. Diese Dreifachbindungen können nur unter bestimmten Reaktionsparametern gespaltet werden.
Die Ammoniaksynthese findet deshalb zwischen 450-500 °C, bei 20 MPa Druck und unter Verwendung von Alpha-Eisen als Katalysator statt. Unter diesen Umständen zerfällt das Stickstoffmolekül, und die Stickstoffatome bilden kovalente Bindungen zu je drei Wasserstoffatomen. Es entsteht das Ammoniak.

An der Reaktionsgleichung sieht man, dass aus 4 Mol Ausgangs-Gas 2 Mol Ammoniak-Gas entstehen. Die Stoffmenge des Produktes beträgt also die Hälfte der des Ausgangsstoffes. Deshalb ist auch der Druck des Produktes nur halb so groß, wie der des Ausgangsstoffes. Der hohe Arbeitsdruck führt dazu, dass das Gleichgewicht der Reaktion in Richtung Ammoniakproduktion verschoben wird.

Durch das Haber-Bosch-Verfahren wurde es möglich, Stickstoffdünger in industriellen Mengen herzustellen. Das hatte eine enorme Auswirkung auf die Landwirtschaft und so auf das Leben aller Menschen. Ammoniak wird auch in der Herstellung von Salpetersäure und industriellen Sprengstoffen verwendet.

Im Jahr 1918 erhielt Fritz Haber den Nobelpreis für Chemie, 1931 wurde dieser dann auch an Carl Bosch verliehen.

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