Haber のプロセスは、Haber の Bosch プロセスとも見なされます。これは、大気中の窒素がアンモニアに変換されるプロセスです。このプロセスは、主に産業でアンモニアの大規模生産に使用されます。このプロセスは、ドイツの化学者フリッツ・ハーバーとカール・ボッシュにちなんで名付けられました。 1913年、初めてこのプロセスを使用してアンモニアが製造されました。ハーバーのプロセスで使用されるさまざまな触媒があります。このプロセスで生成されたアンモニアは、豊富な窒素源として肥料に使用されます。また、作物の収穫量を増やすために除草剤や殺虫剤にも使用されています。
ハーバーのプロセス
ハーバーのプロセスは、さまざまな触媒の存在下で大気中の窒素をアンモニアに変換することです。反応は 200 ～ 400 気圧、温度 500℃で行われます。ハーバーのプロセスの反応は
N2 + 3H2 → 2NH3
触媒には、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムを使用できます。
反応は発熱プロセスです。高圧および低温下でルシャトリエの原理を適用すると、アンモニアの形成が促進されます。
触媒
触媒は、平衡を乱すことなく反応速度を高める物質です。触媒は反応自体には関与しません。つまり、反応中に消費されません。ハーバーのプロセスで使用される触媒にはさまざまな種類があります。
ハーバー法では鉄が触媒として使われるのが一般的です。このプロセスに使用される鉄には、触媒の効率を高める促進剤として水酸化カリウムが含まれています。
低温では、鉄が酸化鉄または促進剤としてモリブデンを含む触媒を使用して、反応速度を上げることができます。
また、酸化カルシウム (CaO)、酸化カリウム (K2O)、酸化アルミニウム (Al2O3)、SiO2 などの物質は、通常の反応で水酸化カリウムを置き換え、それ自体が促進剤として機能する化学物質の一部です。
当初、少量のアンモニアしか生成されなかったため、ハーバーのプロセスではオスミウムが触媒として使用されました。
Haber のプロセスにおけるプロモーターの役割
酸化マグネシウムのような促進剤は、ハーバーのプロセスの鉄触媒の効率を高めます.
促進剤は、触媒の表面積を維持するためにも使用されます。
プロモーターは水素に対しても非反応性です。それらは水素によって容易に還元されません.
結論
Haber 法は、Haber の Bosch 法または Haber アンモニア法または合成アンモニア法とも見なされます。これは、水素の存在下で大気中の窒素をアンモニアに変換するプロセスです。このプロセスは、主に産業でアンモニアの大規模生産に使用されます。このプロセスは、ドイツの化学者フリッツ・ハーバーとカール・ボッシュにちなんで名付けられました。フリッツ ハーバーは、1918 年に化学におけるこのプロセスでノーベル賞を受賞しました。1931 年にカール ボッシュは、高圧下で触媒を使用してハーバーのプロセスを大規模なプロセスに変換したことでノーベル賞を受賞しました。 1913年、初めてこのプロセスを使用してアンモニアが製造されました。ハーバーのプロセスで使用されるさまざまな触媒があります。最も広く使用されている触媒は、費用対効果が高く、容易に入手でき、優れた活性を示す鉄です。多くの場合、酸化アルミニウムや酸化マグネシウムなどの促進剤が触媒とともに使用され、触媒の効率と表面積が増加します。このプロセスで生成されたアンモニアは、豊富な窒素源として肥料に使用され、作物の収量を増やすために除草剤や殺虫剤にも使用されます.
