julio 5, 2024

Proceso haber-bosch

El proceso haber – amoníaco

Fritz Haber (alemán: [ˈhaːbɐ]; 9 de diciembre de 1868 – 29 de enero de 1934) fue un químico alemán[4] que recibió el Premio Nobel de Química en 1918 por su invención del proceso Haber-Bosch, un método utilizado en la industria para sintetizar amoníaco a partir de gas nitrógeno y gas hidrógeno. Este invento es importante para la síntesis a gran escala de fertilizantes y explosivos. Se calcula que dos terceras partes de la producción anual de alimentos en el mundo utilizan nitrógeno procedente del proceso Haber-Bosch, y que éste sustenta a casi la mitad de la población mundial[5][6] Haber, junto con Max Born, propuso el ciclo Born-Haber como método para evaluar la energía de red de un sólido iónico.
Haber también es considerado el «padre de la guerra química» por sus años de trabajo pionero en el desarrollo y la utilización como armas del cloro y otros gases venenosos durante la Primera Guerra Mundial, especialmente sus acciones durante la Segunda Batalla de Ypres.
Haber era hijo de Siegfried y Paula Haber, primos hermanos que se casaron a pesar de la considerable oposición de sus familias.[9] El padre de Haber, Siegfried, era un conocido comerciante de la ciudad, que había fundado su propio negocio de pigmentos colorantes, pinturas y productos farmacéuticos.[8]: 6 Paula tuvo un embarazo difícil y murió tres semanas después del nacimiento de Fritz, dejando a Siegfried devastado y a Fritz al cuidado de varias tías.[8]: 11 Cuando Haber tenía unos seis años, Siegfried se volvió a casar, con Hedwig Hamburger. Siegfried y su segunda esposa tuvieron tres hijas, Else, Helene y Frieda. Aunque la relación con su padre era distante y a menudo difícil, Haber desarrolló una estrecha relación con su madrastra y sus hermanastras[8]: 7

El proceso haber-bosch: la fijación del nitrógeno en el mundo

La historia del proceso Haber comienza con la invención del proceso Haber en los albores del siglo XX. El proceso permite la fijación económica del dinitrógeno atmosférico en forma de amoníaco, que a su vez permite la síntesis industrial de diversos explosivos y fertilizantes nitrogenados, y es probablemente el proceso industrial más importante desarrollado durante el siglo XX[1][2].
Mucho antes del inicio de la revolución industrial, los agricultores fertilizaban la tierra de diversas maneras, principalmente orinando o defecando, muy conscientes de los beneficios de un aporte de nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas. Aunque estaba mal visto, los agricultores se encargaban de fertilizar sus campos utilizando medios y remedios naturales que se habían transmitido de generación en generación[3] Los trabajos de Justus von Liebig de la década de 1840 identificaron el nitrógeno como uno de esos nutrientes importantes. Con el tiempo, los niños solían jugar en los campos y los agricultores consideraban que esa era la razón por la que sus hijos eran tan fuertes[4] El mismo compuesto químico ya podía convertirse en ácido nítrico, precursor de la pólvora y de potentes explosivos como el TNT y la nitroglicerina[5] Los científicos también sabían ya que el nitrógeno formaba la parte dominante de la atmósfera, pero la química hecha por el hombre aún no había establecido un medio para fijarlo.

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El amoníaco es uno de los productos químicos inorgánicos más producidos. Existen numerosas plantas de producción de amoníaco a gran escala en todo el mundo, que produjeron un total de 144 millones de toneladas de nitrógeno (equivalentes a 175 millones de toneladas de amoníaco) en 2016[1] China produjo el 31,9% de la producción mundial, seguida de Rusia con el 8,7%, India con el 7,5% y Estados Unidos con el 7,1%. El 80% o más del amoníaco producido se utiliza para fertilizar los cultivos agrícolas. El amoníaco también se utiliza para la producción de plásticos, fibras, explosivos, ácido nítrico (mediante el proceso Ostwald) y productos intermedios para tintes y productos farmacéuticos.
Antes del comienzo de la Primera Guerra Mundial, la mayor parte del amoníaco se obtenía mediante la destilación en seco de productos vegetales y animales nitrogenados; por la reducción del ácido nitroso y los nitritos con hidrógeno; y también por la descomposición de sales de amonio mediante hidróxidos alcalinos o mediante cal viva, siendo la sal más utilizada el cloruro (sal-amoniaco).
En la actualidad, la mayor parte del amoníaco se produce a gran escala mediante el proceso Haber, con capacidades de hasta 3.300 toneladas diarias. En este proceso, los gases N2 y H2 se dejan reaccionar a presiones de 200 bares. El amoníaco también se procesa con carbón.

Proceso haber

Ninguna hazaña de la ingeniería química ilustra mejor la naturaleza de doble filo de muchos inventos que el proceso Haber-Bosch. Desarrollado por el químico industrial Fritz Haber y ampliado por el ingeniero químico Carl Bosch, el proceso Haber-Bosch toma el nitrógeno del aire y lo convierte en amoníaco.
Esto hizo posible por primera vez la producción de fertilizantes sintéticos y la producción de alimentos suficientes para la creciente población de la Tierra. De hecho, sin el proceso Haber-Bosch sólo podríamos producir alrededor de dos tercios de la cantidad de alimentos que producimos hoy, y la población de la Tierra tendría que reducirse en consecuencia.
Por otro lado, el nitrógeno también es una materia prima clave para la producción de explosivos. Cuando Alemania agotó sus suministros de amoníaco natural en las primeras etapas de la Primera Guerra Mundial, el amoníaco sintético estaba allí para llenar el vacío. Sin el proceso Haber-Bosch, la Primera Guerra Mundial habría sido considerablemente más corta.
Haber, un patriota consumado, adquirió más tarde notoriedad por su trabajo en el uso de productos químicos en beneficio de Alemania en la Primera Guerra Mundial, y supervisó y dirigió personalmente la primera liberación a gran escala de gas cloro en Ypres en 1915.