Fabricación industrial de amoníaco
Silvy CastilloEnsayo4 de Noviembre de 2025
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Prof. De Educ. Sec. En Química – 3° Año I.N.S.U.E.P. N° 57 |
FABRICACIÓN INDUSTRIAL DE AMONÍACO
Proceso Haber para la producción de amoníaco.
En los primeros años del siglo 20, había escasez de fertilizantes nitrogenados como e, lo que llevó al químico alemán Fritz Haber a buscar maneras de combinar el nitrógeno del aire con hidrógeno para formar el amoníaco que es la principal materia prima para la fabricación de fertilizantes, y de explosivos, ya que Alemania se preparaba para la Primera Guerra Mundial.
Actualmente, el hidrógeno es producido por la reformación del gas natural (metano, CH4) haciéndolo reaccionar con vapor de agua. [pic 1]
CH4(g) + H2O(g) CO(g) + H2(g)[pic 2]
El CO (g) producido se hace reaccionar con más agua y se obtiene más hidrógeno:
[pic 3]
CO(g) + H2O (g) CO2(g) + H2(g)[pic 4]
El 78% del aire contiene nitrógeno, entonces de èl quemándolo al rojo se obtiene el mismo:
[pic 5]
2N2 + O2 + 2CO 2CO2 + 4N2[pic 6]
Haber estableció las condiciones bajo las cuales el nitrógeno, N2(g), y el hidrógeno, H2(g) se combinan para formar NH3
.
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)[pic 7][pic 8]
- Temperatura media (~500 °C)
- Muy alta presión (~250 - 300 atmósferas)
- Un catalizador Fe2O3, Pt, Pd
El catalizador se emplea para acelerar la velocidad de la reacción disminuyendo la energía de activación, lo cual implica que los enlaces entre los átomos de hidrógeno y los enlaces entre los átomos de nitrógeno se rompan con mayor facilidad.
El N2 y H2 pasan a través de in condensador a una temperatura de -10 ºC.
El proceso Haber produce el amoníaco, NH3 (g), con un rendimiento de aproximadamente 10-20%.
La reacción entre el gas nitrógeno y el gas hidrógeno para producir amoníaco gaseoso es exotérmica, desprendiendo energía de 92.4kJ/mol a 298K, de acuerdo con la siguiente ecuación:
N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (l) ΔH = – 92,4 kJ /mol [pic 9][pic 10]
Nitrógeno hidrógeno amoníaco
El N2 y H2 sobrantes en el reactor se reciclan para procesos posteriores de producción de amoníaco.
El amoníaco NH3 se descompone cuando la temperatura es muy alta produciendo N2 y H2 y absorbiendo energía, como se observa en la siguiente ecuación:
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