Haber-Bosch-Verfahren

Chemische Reaktionen / Anwendungen des MWG in der chemischen Großindustrie

Ammoniak (NH₃) wird heute bei fast 90% aller Düngemittel eingesetzt. Bevor man ein Verfahren zur chemischen Herstellung entdeckt wurde, gewann man es aus Vogelkot. Das Haber-Bosch-Verfahren ist von dem deutschen Chemiker Fritz Haber und dem Ingenieur Carl Bosch Anfang des 19. Jahrhunderts entwickelt worden. Ammoniak wird bei diesem chemischen Verfahren aus Stickstoff (N₂) und Wasserstoff (H₂) hergestellt. Die Reaktion in Abb. 9 dargestellt. Die Hinreaktion, d.h. die Ammoniaksynthese, verläuft ziemlich stark exotherm und mit einer Volumenverringerung. Sie hat eine außerordentlich hohe Aktivierungsenergie.

Abbildung 9: Gleichgewichtsreaktion der Ammoniaksynthese

Folgende Reaktionsbedingungen müssen herrschen um die Ausbeute an Ammoniak zu optimieren:

Temperatur T: 550°C
Katalysator
Überschuss an Stickstoff
Druck p: 150-250 bar

Die hohe Temperatur wirkt zwar entgegen der Hinreaktion, da diese exotherm ist, jedoch ist sie notwendig für den Katalysator. Der Ablauf der industriellen Gewinnung ist in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1: Industrielle Gewinnung von Ammoniak (NH3)

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