תהליך אוסטוולד

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש
חומצה חנקתית (עם תיאור מצבי הרזוננס שלה).

תהליך אוֹסְטְוַולְדאנגלית: Ostwald process) הוא התהליך הכימי להפקת חומצה חנקתית (HNO3). את התהליך פיתח וויליאם אוסטוולד ורשם אותו כפטנט בשנת 1902.[1]

חשיבות תעשייתית[עריכת קוד מקור | עריכה]

תהליך אוסטוולד הוא התהליך העיקרי והכמעט בלעדי להפקה של חומצה חנקתית (HNO3) בקנה מידה תעשייתי. חומרי הגלם בתהליך זה הם אוויר (חמצן, O2), מים (H2O), ואמוניה (NH3), המתקבלת בתהליך הבר-בוש.

החומצה החנקתית המופקת בתהליך אוסטוולד היא אחת התרכובות החשובות והשימושיות ביותר בתעשייה הכימית העולמית, מבין שימושיה החשובים: הכנתם של דשנים חנקתיים, ייצור חומרי נפץ וייצור תרופות.

שלבי התהליך[עריכת קוד מקור | עריכה]

חנקן דו-חמצני (NO2) המיוצר בתחילת השלב השני, מגיב עם מים (H2O) לקבלת חומצה חנקתית (HNO3).
מפעל לייצור דשנים חנקתיים בבנגלדש. חומר הגלם העיקרי במפעל זה הוא החומצה החנקתית, המתקבלת בתהליך אוסטוולד.

אמוניה הופכת לחומצה חנקתית בשני שלבים:

בשלב הראשון האמוניה מחומצנת על ידי חימום עם חמצן בנוכחות זרז כדוגמת סגסוגת פלטינה עם 10% רודיום ומתקבל חנקן חמצני NO תגובה זו אקסותרמית מאוד:

תנאים אופטימליים לשלב זה לקבלת ניצולת של כ-98%: לחץ שבין 4 ל-10 אטמוספירות וטמפרטורה של 800-900°C. הניצולת יורדת עם עליית הטמפרטורה 97% בטמפרטורה של 810-850°C ו-95% בטמפרטורה של 900-940°C.[2]

תגובה צדדית שעלולה להתרחש בשלב זה:

כדי למנוע תגובה זו יש לצמצם את משך זמן המגע בין תערובת הגזים לזרז.

בשלב השני מתרחשות שתי תגובות והוא מתבצע על מצע ספיחה בנוכחות מים. חנקן חמצני מחומצן שוב בחמצן לחנקן דו-חמצני (NO2) והגז הזה מגיב עם המים לקבלת חומצה חנקתית מהולה וחלקו מחוזר שוב לחנקן חמצני שממוחזר ומוחזר לתהליך.

החנקן החמצני (NO) ממוחזר וחוזר לתהליך והתמיסה מובאת לריכוז הרצוי באמצעות זיקוק.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ Improvements in the Manufacture of Nitric Acid and Nitrogen Oxides.
  2. ^ Kent and Riegel's Handbook of Industrial Chemistry and Biotechnology, Springer, 11, 2007, עמ' 1036