Haber-Boschプロセス
アンモニア合成の反応は次のとおりです。
n₂（g） +3h₂（g）⇌2nh₃（g）Δ=-92.4 kj/mol
* 発熱反応： 反応は発熱性であり、熱を放出します。
* 平衡： 反応は、前方反応の速度（アンモニアを作る）の速度が逆反応の速度（アンモニアの分解）に等しい平衡状態に達します。
平衡をシフトする戦略
アンモニア生産を最大化するために、メーカーはLe Chatelierの原則を使用しています。この原則は、平衡状態のシステムがストレスを緩和するためにシフトすることを示しています。これらがこれを適用する方法は次のとおりです。
1。高圧：
- 反応は、反応物側（1モルn₂ + 3モル）よりも、生成物側（2モルnh₃）にモルのガスが少ない。
- 圧力の上昇は、ガスのモルが少ないため、側面に好まれ、平衡を右に押し上げます（アンモニア生産に向けて）。
- 使用される典型的な圧力は、約200の大気（200倍の大気圧）です。
2。中程度の温度：
- 反応は発熱性であり、熱が放出されます。
- 温度を下げると、発熱方向（アンモニアの生産量が増えます）を支持します。
- ただし、温度を下げる *が大きすぎると反応速度が大幅に遅くなります。
- 最適な温度は約450°Cです。
3。触媒：
- 触媒（通常、少量のカリウムと酸化アルミニウムを含む鉄）を使用して、反応速度を高速化します。
- 触媒は平衡位置を変化させませんが、システムがより速く平衡に到達することを可能にします。
4。アンモニアの除去：
- アンモニアが生成されると、反応容器から継続的に除去されます。
- これは絶えず平衡を右にシフトし、さらなるアンモニア産生を支持します。
重要なメモ：
* 妥協点： 均衡と反応速度を支持する条件の間には常にトレードオフがあります。
* 収量： Haber-Boschプロセスにおけるアンモニアの実際の収量は100％ではありません。このプロセスは、利回り、料金、および経済的考慮事項のバランスをとるために慎重に最適化されています。
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