Haber-Boschproces: verschil tussen versies

133 bytes verwijderd ,  1 jaar geleden
→‎Procesverloop: katalysatoren beinvloeden niet de ligging van het evenwicht, alleen de reactiesnelheid.
(→‎Procesverloop: Dit zal bedoeld worden)
(→‎Procesverloop: katalysatoren beinvloeden niet de ligging van het evenwicht, alleen de reactiesnelheid.)
:<math>\mathrm{N_2\ +\ 3\ H_2\ \longrightarrow\ 2\ NH_3}</math>
 
Moleculaire stikstof is geenzeer goedeweinig stikstofbronreactief. De reden hiervoor is de sterke driedubbele binding in moleculaire stikstof, die het een zeer inerte chemische stof maakt. De reactie van moleculaire stikstof met waterstof genereert een betere stikstofbronverbinding, ammoniak, die beter door organismen te gebruiken is en die aangewend kan worden in de landbouw en de chemische industrie. Voor het breken van de driedubbele binding wordt gebruikgemaakt van een [[katalysator]]. De katalysator is zo effectief datversnelt de energie, die verbruikt wordt in het proces, niet aangewend wordt voor het verbrekeninstelling van deze driedubbele binding en gebruikt wordt voor het verwarmen en samendrukken van de gassen en het verwarmen van de katalysator, zodat de actieve sites properevenwicht blijvenbelangrijk.
 
Tegelijkertijd vindt echter ook de omgekeerde reactie plaats. Bij een hoge temperatuur verloopt die terugreactie sneller dan de gewenste. Dat is een probleem omdat de productie van ammoniak bij een lage temperatuur heel erg langzaam gaat (nadelige [[Chemische kinetiek|kinetiek]]). Hier komt het [[principe van Le Chatelier]] goed van pas. Bij de productie zijn 4 gasmoleculen aan het begin van de reactie en aan het eind zijn er echter nog maar 2. De reactie zal onder hoge druk dus snellerzijn verlopenevenwicht dannaar onderde lagekant drukzien verschuiven met de minste moleculen, die van de ammoniak. De optimale combinatie van druk en temperatuur is 10 tot 100 [[Pascal (eenheid)|MPa]] en een temperatuur tussen de 400 en 550°C. Verder worden als katalysator fijne ijzerdeeltjes en kleine hoeveelheden [[kaliumoxide]] en [[aluminiumoxide]] toegevoegd. Deze bevorderen de [[Reactiesnelheid (scheikunde)|reactiesnelheid]].<ref>http://www.c2w.nl/haber-bosch-ontsluierd.171026.lynkx</ref>
 
De benodigde stikstof komt uit de [[lucht]]. In de lucht zit ongeveer 78% [[Distikstof|stikstofgas]] en 21% [[Dizuurstof|zuurstofgas]]. De zuurstof moet eerst verwijderd worden. Daartoe wordt lucht over hete [[cokes]] geleid. Daarbij reageert alle zuurstof uit de lucht met de koolstof van de cokes en ontstaat [[koolstofmonoxide]]: