» »

Sto let Haber-Boschevega postopka

Sto let Haber-Boschevega postopka

Haberjev pilotni reaktor za pridobivanje amoniaka

Fritz Haber

Heise - Pred točno sto leti, 14. septembra 1909, sta nemška kemika Fritz Haber in Carl Bosch, vložila zahtevek za podelitev patenta za pridobivanje amoniaka po postopku, ki se danes imenuje Haber-Boschev postopek. Gre za izjemno pomemben postopek, ki je revolucioniral pripravljanje gnojil in pridobivanje razstreliv. Prve korake na tem področju je napravil Haber, BASF pa je postopek kupil in dodelil Boschu, ki ga je priredil za masovno proizvodnjo.

Narava je namreč z dušikom še enkrat več pokazala svoj smisel za ironijo. Ta nereaktiven element je neobhodno potreben za uspevanje rastlin, naša atmosfera sestoji iz 80 odstotkov dušika, a ga v elementarni obliki ne morejo uporabiti skoraj nobena živa bitja. Le nekaj mikroorganizmov je sposobnih pretvarjanja elementarnega dušika v druge spojine (postopku pravimo fiksacija dušika), ki jih lahko izrabijo rastline za rast. Pred iznajdbo poceni postopka za pridobivanje amoniaka so kmetje reciklirali praktično vse organske odpadke, ki so jih lahko - gnoj, kompost, blato: vse jo romalo nazaj na polja, saj je vsebovalo fiksirani dušik (največkrat v obliki nitratov, nitritov in amoniaka).

Med prvo svetovno vojno je bil Haber-Boschev postopek bolj kot za poljedelstvo pomemben za izdelavo razstreliv. Osnovna sestavina je čilski soliter (kalijev nitrat), ki so ga pred tem pridobivali iz vsega, kar je smrdelo. Uporabljali so gnoj, gnojevko, trupla, odpadne vode pri strojarstvu itn. Z odkritjem velikih nahajališč v Čilu je Evropa postala odvisna od Južne Amerike pri uvozu čilskega solitra. Ko je po koncu vojne potreba po smodniku upadla, se je amoniak iz Haber-Boscheve sinteze začel intenzivno uporabljati za izdelavo gnojil.

Za Haber-Boschev postopek potrebujemo vodik in dušik. Dušika ni težko pridobiti, saj ga je v zraku več kot dovolj, odločimo pa ga lahko z utekočinjanjem zraka. Vodik so sprva pridobivali z elektrolizo vode, kar je energijsko zelo potratno. Na Norveškem so celo zgradili hidroelektrarno z močjo 60 MW, ki je bila namenjena izključno proizvodnji elektrike za pridobivanje vodika. Danes ga pridobivamo večidel z redukcijo naravnega plina. Vodik in dušik se nato vodita v reaktorje, kjer pri tlaku med 150 in 250 bar in pri temperaturah med 300 in 550 °C reagirata nad katalizatorjem magnetitom. Reakcija je zanimiva, ker je ravnotežna. To pomeni, da reaktanta nikoli ne zreagirata v celoti do produktov. Višji tlaki in, ker je eksotermna, nizke temperature favorizirajo nastanek amoniaka. Ker pa pri prenizkih temperaturah reakcija teče prepočasi, je treba določiti kompromisno temperaturo, kjer sta hitrost in izkoristek zadovoljiva. Z recikliranjem nezreagiranih reaktantov danes dosegamo praktično popolno konverzijo v amoniak. Več o tem.Žal ima Haberjeva zgodovina tudi temen madež. Čeprav je bil Jud, je sprejel katoliško vero in se izrekel za Nemca. Kot vodja kemijskega oddelka pri uradu za vojne surovine je razvijal različne bojne pline. Leta 1915 je nadzoroval prvi napad z bojnimi plini v 1. svetovni vojni, ko so Nemci s klorom napadli in ubili na tisoče Francozev in Afričanov. To je njegovo ženo tako potrlo, da je teden dni kasneje storila samomor. Haber je nadaljeval z razvojem modrega križa, mešanice dražilnih bojnih plinov (difenilkloroarzin, difenilcianoarzin, etildikloroarzin in metildikloroarzin), ki je silila na bruhanje.

Po koncu vojne je zbežal v Švico, ker se je bal sojenja, a so na koncu odločili, da je bil le znanstvenik, ki je vestno izpolnjeval ukaze. Takrat se je zavezal, da ne bo nikoli več sodeloval pri razvoju sredstev za ubijanje ljudi. Sprejel je mesto predsednika pri Degeschu (Nemška družba za boj proti škodljivcem), ki je nastal v sklopu KWI. Zaradi judovskega porekla in nasprotovanja Hitlerjevim idejam so ga želeli odstaviti, a jih je prehitel in leta 1933 odstopil ter pobegnil v Cambridge. Ironija usode je hotela, da so Nemci v drugi svetovni vojni v koncentracijskih taboriščih uporabljali Zyklon B, ki ga je razvil prav Haberjev oddelek.

18 komentarjev

SkyNet ::

Super novica/članek!
Še takšnih ;)
right minus opens, into bump easy left, flat out right, into mcdrive 3 bigmacs

Pyr0Beast ::

Resno dobro spisana novica. :)
Some nanoparticles are more equal than others

Good work: Any notion of sanity and critical thought is off-topic in this place

svencbir ::

Matej, vem da si dober kemik, a se prosim opredeliš do tega kar si zapisal:

Reakcija je zanimiva, ker je ravnotežna.


Hm, vse ravnotežne reakcije so zanimive? Kako pa je potem z "neravnotežnimi" reakcijami?

McHusch ::

Strogo kemijsko so vse reakcije ravnotežne, samo nekatere imajo ogromne konstante in so s praktičnega vidika popolne. Ta je zanimiva za poljudno publiko zato, ker je njena konstanta ravnotežja dosti manj od 1 (reda 10^-5 do 10^-3, odvisno od temperature), a jo uspemo z nekaj triki privesti do znatnih količin produkta. Bo? :)

Pyr0Beast ::

Katalizator-železo ni omenjen ?
Some nanoparticles are more equal than others

Good work: Any notion of sanity and critical thought is off-topic in this place

zee ::

magnetit ;)
zee
Linux: Be Root, Windows: Re Boot
Giant Amazon and Google Compute Cloud in the Sky.

gzibret ::

Odlična novica!

Odkritje tega postopka je bil potreben pogoj, da je Nemčija po porazu 1919 leta sploh lahko začela razmišljati o kakršnikoli novi vojni.
Vse je za neki dobr!

svencbir ::

Ta je zanimiva za poljudno publiko zato, ker je njena konstanta ravnotežja dosti manj od 1 (reda 10^-5 do 10^-3, odvisno od temperature), a jo uspemo z nekaj triki privesti do znatnih količin produkta.


V bistvu ni niti tako redko sintezo "z nekaj triki privesti do znatnih količin produkta".

Thomas ::

Zaradi njega, je živih kake 2 milijarde ljudi. Brez njegovega postpka, bi bilo kmetijstvo brez umetnih gnojil. Premalo hrane.
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

Steinkauz ::

Še več takih novic. Zanimivo :)

keworkian ::

Zaradi njega, je živih kake 2 milijarde ljudi. Brez njegovega postpka, bi bilo kmetijstvo brez umetnih gnojil. Premalo hrane.


Nebi skodval, da bi se te 2 miljarde zmanjsale na kaksne 100 miljonov.
Obscenities in B-Flat

Okapi ::

Zanimivo bi bilo izpostavit tudi dejstvo, da lahko nekaj, za kar človeška kemijska tehnologija potrebuje 200 barov in 500 stopinj C, bakterije naredijo pri normalnem pritisku in sobni temperaturi. Naravni izbor je vrhunski izumitelj, čeprav mogoče malce počasen:P

O.

Thomas ::

Z odkritjem velikih nahajališč v Čilu je Evropa postala odvisna od Južne Amerike pri uvozu čilskega solitra.


Leta 1916, je bila Nemčija in Centralne sile brez streliva, ker so jim Angleži zaprli pot v Čile. Soočili so se s kapitulacijo. Ta postopek je podaljšal vojno še za dve leti.
Man muss immer generalisieren - Carl Jacobi

Wirko ::

Ko slišim besedo "amoniak", mi vedno zasmrdi po Slovenskem pravopisu. Ker nikoli ne veš, ali bo naslednje leto prav pisati amoniak, amonijak ali kaj tretjega.
[:4{#]

tony1 ::

Amoniak se piše amoniak, pa če boš naslednje leto še vedno polpismen ali ne več :D

Pyr0Beast ::

Zanimivo bi bilo izpostavit tudi dejstvo, da lahko nekaj, za kar človeška kemijska tehnologija potrebuje 200 barov in 500 stopinj C, bakterije naredijo pri normalnem pritisku in sobni temperaturi. Naravni izbor je vrhunski izumitelj, čeprav mogoče malce počasen:P
Ni nekaj na tem, da rastline 'futrajo' bakterije, da le te lahko fiksirajo dušik, saj naj proces nebi bil tako energetičen in celo energetsko malce potraten ?
Some nanoparticles are more equal than others

Good work: Any notion of sanity and critical thought is off-topic in this place

nuclear ::

Zanimivo za branje, tematika pa itak svetovna. Lepo Huš.

PS: kdaj grema na pivo? jav se na privat.
Corsair 750D - VI Hero - i5 4670k - Corsair Dominator 32GB - 1080Ti - EVO 500GB
- Sabrent 1TB nVME - Corsair AX860i - Ducky Shine 3 Brown

jest10 ::

Zaradi njega, je živih kake 2 milijarde ljudi. Brez njegovega postpka, bi bilo kmetijstvo brez umetnih gnojil. Premalo hrane.


Nebi skodval, da bi se te 2 miljarde zmanjsale na kaksne 100 miljonov.

Se prostovolno javiš, da s svojim samomorom prispevaš k manjšanju populacje?


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

kemija

Oddelek: Šola
275370 (3178) Abrakada
»

Sto let Haber-Boschevega postopka

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
185014 (4052) jest10
»

Pridobivanje dušika iz vodika

Oddelek: Znanost in tehnologija
223193 (2738) Thomas
»

Morska voda kot gorivo

Oddelek: Znanost in tehnologija
264071 (3478) Calligula
»

Motocikel na vodikove celice (strani: 1 2 )

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
579789 (8544) gzibret

Več podobnih tem