1。原材料：
* 窒素（N2）： 約78％の窒素である空気から得られます。
* 水素（H2）： 通常、天然ガス（メタン）から生産され、蒸気の改革を介して生産されます。
2。 Haber-Boschプロセス：
* ステップ1：反応： 窒素と水素は、触媒（通常は酸化鉄）の存在下で高圧（150〜300 ATM）と高温（400〜550°C）で組み合わされます。これはアンモニアを形成します：
n2（g） + 3h2（g）⇌2nh3（g）
* ステップ2：分離： アンモニアガスは、冷却システムを使用して、未反応の窒素と水素から分離されています。 アンモニアは液体に凝縮し、未反応のガスは反応器にリサイクルされます。
キーポイント：
* 高圧： 反応はガス分子の数の減少を伴うため、高圧はアンモニアの産生に向かって平衡をシフトします。
* 高温： 反応は発熱（熱を放出）ですが、高温を使用して反応速度を上げます。
* 触媒： 触媒（酸化鉄）は、プロセスで消費されることなく反応速度を高速化します。
その他の方法（あまり一般的ではありません）：
* 窒素と水素からの直接合成： この方法は、Haber-Boschプロセスほど効率的ではなく、商業的に使用されることはめったにありません。
* 生物学的窒素固定： 特定の細菌は大気窒素をアンモニアに変換できますが、これは遅いプロセスであり、主に農業で使用されます。
アンモニアの重要性：
アンモニアは、以下で使用される重要な化学物質です。
* 肥料： アンモニアの大部分は肥料の生産に使用され、作物に必須窒素を供給します。
* 爆発物： アンモニアは、硝酸アンモニウムのような特定の爆発物の成分です。
* 工業化学物質： 硝酸や尿素を含むさまざまな化学物質の生産に使用されます。
* 冷媒： アンモニアは、その効率が高いため冷媒として使用されていますが、その毒性は多くの用途での置換につながりました。
環境への懸念：
Haber-Boschプロセスはエネルギー集約型であり、世界の炭素排出量に大きく貢献しています。さらに、アンモニアは強力な基地であり、環境への放出は汚染につながる可能性があります。アンモニア生産のためのより持続可能で環境に優しい方法を開発するための研究が進行中です。
