13 EQ S ntese da am nia a

Páginas: 7 (1625 palavras) Publicado: 21 de abril de 2015
Síntese da amônia
Processo Haber-Bosch

Fritz Haber
(1868-1934)

Ciclo do
nitrogênio

Fixação do
nitrogênio

5x1018 kg no ar

N2(g) ⇆ 2 N(g); ∆H = + 941 kJ
(uma das ligações mais fortes conhecidas).

Carl Bosch
(1874-1940)

Agricultura

Adubo
Salitre do Chile

Importância da amônia

Haber

Bosch

Em 1908, Fritz Haber, na Alemanha,
demonstrou que o nitrogênio atmosférico
podia ser fixado porreação com hidrogênio
formando amônia. A reação que Haber usou
pode ser representada pela equação a seguir:
N2(g) + 3 H2(g) ! 2 NH3(g); ∆H= - 92,4 kJ
-  Porém, a síntese da amônia apresenta um
baixo rendimento;
-  além disso, a reação é muito lenta.
Indústria:
- Aumentar a velocidade da reação;
- Deslocar o equilíbrio para a direita da
equação, formando mais NH3.

Fritz Haber foi
agraciado com o
prêmioNobel de
Química no ano de
1918 por esse
trabalho.

Carl Bosch recebeu o Nobel de Química em
1931, por seu trabalho com transformações
químicas sob altas pressões.
Uma indústria alemã, a Badische Anilin und
Sodafabrik, interessou-se pelo processo de
Haber e construiu instalações que permitiram
a produção de amônia em escala industrial. Os
principais problemas técnicos que surgiram
para ofuncionamento da fábrica foram
resolvidos por Carl Bosch. Por esse motivo, o
processo de síntese da amônia, cujos
fundamentos são utilizados nas indústrias até
hoje, é conhecido como processo HaberBosch.

O processo Haber é hoje a principal fonte sintética de
nitrogênio fixado do mundo. Sua viabilidade depende da
escolha de condições sob as quais N2 e H2 reagirão
rapidamente para produzir amônia com altorendimento. À
temperatura ambiente e pressão atmosférica, a posição de
equilíbrio favorece a produção de amônia (kc = 5x108).
Contudo, a velocidade de reação é virtualmente zero.

Efeito da temperatura
O equilíbrio pode ser atingido mais rapidamente elevando-se a
temperatura. Contudo, como a reação é exotérmica, altas temperaturas
reduzem a kc, e portanto, a produção de amônia.
endo

N2(g) + 3H2(g) ! 2 NH3(g);

Rendimento da amônia
X
Temperatura

exo

ΔH= - 92,4 kJ

kc

25

5,0x108

125

4,4x104

40

325

4,0

20

425

3,0x10-2

[NH 3 ]2
kc =
[N 2 ].[H 2 ]3

Efeito da pressão
Altas pressões exercem um
efeito favorável tanto na
velocidade da reação como na
posição de equilíbrio. Uma
elevação na pressão com
diminuição do volume faz com
que as moléculas colidem mais
frequentemente, de modoque o
equilíbrio é atingido mais
rapidamente. A alta pressão
também aumenta a concentração
de amônia no equilíbrio.

% de amônia

Temperatura (ºC)

90
80
70
60
50
30
10
0
200

300

400

500

600
Temperatura (oC)

Efeito do catalisador
Uma grande parte da pesquisa de Haber consistia em
descobrir um catalisador que tornasse rápida a reação sem
atingir temperaturas muito altas. Atualmente, ocatalisador
usado é uma mistura especial de ferro (Fe3O4), óxido de
potássio (K2O) e óxido de alumínio (Aℓ2O3).
O catalisador não desloca o equilíbrio
químico, mas o equilíbrio é atingido mais
rapidamente.
P↑

N2(g) + 3 H2(g) ! 2 NH3(g)
4 mols

2 mols

Síntese na indústria
Na indústria a reação é executada a 500 ºC e pressões de 200
atm. A amônia (TE= -33 ºC) é condensada a partir da mistura
gasosa.Hidrogênio e nitrogênio não-reagidos são reciclados
para elevar o rendimento em amônia.

Atingindo um
rendimento em torno
de 20%, seu método
permitia a reciclagem
do N2 e H2.

A 500 oC e 200 atm de pressão, embora o rendimento da reação seja de
apenas 20%, o equilíbrio é alcançado em menos de 1 minuto. Se a
elevação da temperatura diminui o rendimento da reação, os outros
fatores que a favorecem – apressão, o catalisador e a retirada rápida da
amônia produzida – deslocam o equilíbrio no sentido de aumentar a
produção de amônia, viabilizando economicamente esse processo.

A foto mostra o primeiro reator utilizado na
síntese de Haber-Bosch, realizada em 1913 pela
Badische Anilinin und Soda Fabrik (BASF)

Esquema da produção industrial

O hidrogênio consumido como reagente no processo Haber
é...
Ler documento completo

Por favor, assinar para o acesso.

Estes textos também podem ser interessantes

  • Am Nia
  • S ntese
  • S ntese
  • s ntese
  • S ntese
  • S Ntese
  • S Ntese
  • S NTESE

Seja um membro do Trabalhos Feitos

CADASTRE-SE AGORA!