Перечислите общие научные принципы химического производства на образце синтеза аммиака

Принципиально новое решение препядствия фиксации азота было найдено незадолго до Первой мировой войны. Речь идет о синтезе аммиака основном процессе современной технологии связывания азота. Таковой синтез был осуществлен знаменитым германским химиком Фрицем Габером в 1908 г. Оказалось, что при высоком давлении и температуре в пребываньи осмиевого катализатора азот вступает в реакцию с водородом, в итоге чего появляется аммиак:

N2 +3H2lt;=gt;2NH3.

Закономерности воздействия давления и температуры на равновесие реакции были обобщены в так называемом принципе Ле Шателье, нареченном в честь его первооткрывателя примечательного французского ученого. Пользуясь этим принципом, можно было найти, при каком именно давлении и температуре лучше всего проводить процесс синтеза аммиака.
Осмотрим реакцию, лежащую в базе получения мотивированного продукта:

N2 +3H2 2NH3 + 92 кДж.

Подбор хороших критерий проведения синтеза исполняется исходя из черт хим реакции.

1) Реакция обратимая, гомогенная (начальные вещества и продукты это газы) и идет с убавлением объема, как следует, смещению равновесия в сторону продуктов содействует завышенное давление.

2) Реакция экзотермическая, увеличение температуры сдвигает хим равновесие в сторону начальных веществ, а снижение температуры в сторону товаров реакции, но при этом скорость синтеза будет очень малюсенька. Потому реакцию проводят при хорошей для данного процесса температуре: 450500 С. Начальную смесь газов поначалу нагревают в теплообменнике за счет передвигающихся противотоком выходящих газов, а потом в зоне экзотермической реакции. (Противоток это движение разных веществ навстречу друг другу с целью создания наилучших критерий для размена энергией. )

3) Для ускорения синтеза, быстрейшего установления равновесия употребляют катализатор восстановленное железо, активированное оксидами калия, алюминия и др.

Реагенты и продукты реакции находятся в газовой фазе и образуют гомогенную систему. Реакция протекает на поверхности жестких катализаторов. Такая реакция составляет особый класс гетерогенно-каталитических реакций. Большое значение имеет площадь поверхности катализатора. Катализатор изготавливают в виде губчатых гранул либо пилюль. Так как активность катализатора сильно понижается от пребыванья примесей, то реагирующие газы подвергают кропотливой чистке (от воды, соединений серы и др.) .

4) При всех обозначенных критериях проведения реакции сбалансированный выход продукта сочиняет не более 20%. Потому синтез продукта исполняется по методу неоднократной циркуляции, т. е. непрореагировавшую смесь газов часто возвращают в создание после отделения от нее приобретенного продукта.