Ostwald-metoden

Från Wikipedia
Hoppa till navigering Hoppa till sök

Ostwald-metoden eller Ostwaldprocessen är en kemisk process för framställning av salpetersyra (HNO3). Kemisten Wilhelm Ostwald utvecklade processen och patenterade den år 1902.[1][2] Ostwaldprocessen är mycket viktig för modern kemisk industri och processen ger en huvudråvara för vidare produktion av de vanligaste slaget av konstgödsel. Ostwaldprocessen är nära förbunden med Haber-Bosch-processen för produktion av ammoniak (NH3) som råvara för vidare produktion av salpetersyra.

Processbeskrivning[redigera | redigera wikitext]

Ammoniak omvandlas till salpetersyra i två steg. Först oxideras ammoniak med syrgas genom uppvärmning i närvaro av en katalysator såsom platina med 10% rhodium med bildning av kväveoxid och vatten. Detta reaktionssteg är kraftigt exotermt och bidrar som värmekälla så snart reaktionen initierats:[3]

4 NH3 (g) + 5 O2 (g) → 4 NO (g) + 6 H2O (g) (ΔH = −905.2 kJ/mol)

Steg två omfattar två reaktionssteg och genomförs i en absorptionsapparatur innehållande vatten. Först oxideras kväveoxiden till kvävedioxid i gasform.[3] Kvävedioxiden absorberas därefter i vatten varvid salpetersyra i utspädd form bildas. Samtidigt reduceras en del av kvävedioxiden tillbaka till kväveoxid:[3]

2 NO (g) + O2 (g) → 2 NO2 (g) (ΔH = -114 kJ/mol)
3 NO2 (g) + H2O (l) → 2 HNO3 (aq) + NO (g) (ΔH = −117 kJ/mol)

Kväveoxiden återcirkuleras och salpetersyrans koncentration höjs genom destillation.

Alternativt utförs det sista steget genom oxidation med hjälp av syrgasen i luft:

4 NO2 (g) + O2 (g) + 2 H2O (l) → 4 HNO3 (aq)

Normala betingelser för det första reaktionssteget är:

vilka resulterar i ett totalt utbyte runt 98%.

En komplikation, som måste beaktas, är en sidoreaktion i det första steget som omvandlar kväveoxid tillbaka till kvävgas:

4 NH3 + 6 NO → 5 N2 + 6 H2O

Denna sekundära reaktion minimeras genom att reducera den tid som gasblandningen står i kontakt med katalysatorn.[4]

Referenser[redigera | redigera wikitext]

Noter[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ Ostwald, Wilhelm, "Improvements in the Manufacture of Nitric Acid and Nitrogen Oxides", GB 190200698, publicerad Januari 1902, utfärdad Mars 1902
  2. ^ Ostwald, Wilhelm, "Improvements in and relating to the Manufacture of Nitric Acid and Oxides of Nitrogen", GB 190208300, publicerad December 1902, utfärdad Februari 1903
  3. ^ [a b c] Alan V. Jones; M. Clemmet; A. Higton; E. Golding (1999). Alan V. Jones. red. Access to chemistry. Royal Society of Chemistry. sid. 250. ISBN 0-85404-564-3 
  4. ^ Harry Boyer Weiser (2007). Inorganic Colloid Chemistry -: The Colloidal Elements. Read Books. sid. 254. ISBN 1-4067-1303-1 

Källor[redigera | redigera wikitext]

Se även[redigera | redigera wikitext]

Externa länkar[redigera | redigera wikitext]