Промышленный синтез аммиака (процесс Габера).. . помогите пожалуйста!
промышленный синтез аммиака (процесс Габера) выражается следующим термохимическим уравнением: N2+3H<->2NH3; дельта Н=-92кДж. В процессе применяется катализатор, представляющий собой тонко измельченную смесь оксидов железа, содержащую небольшие количества K2OиAL2O3. При температуре 200 градусов цельсия и давлении 1000 атм можно получить выход реакции около 98%. Почему же эту реакцию обычно проводят при температуре 500 градусов цельсия и давлении 350 атм, хотя выход реакции в этих условиях составляет всего 30%?
Определяющими являются три фактора.
1) Давление: Для проведения процесса при давлении 1000 ати нужно толстостенное оборудование (почти в 3 раза большей толщины) , значит перерасход из-за большей массы и более высококачественного металла. Чтобы сжать газы до такого давление нужно затратить больше энергии.
2) Температура. Если для прямой реакции принять даже минимальный температурный коэффициент (пусть он равен 2), то при проведении процесса при 500 °С (по сравнению с температурой 200 °С) скорость реакции увеличится в 2^(500/10)=(примерно) =10^15 раз, т. е. реакция пройдет за неизмеримо малый промежуток времени.
3) Легкость разделения смеси N2, H2 и NH3. Температура кипения аммиака минус 34, азота минус 196, а водорода минус 253 °С, поэтому аммиак легко можно отделить от непрореагировавших газов. Более того, аммиак можно просто "отмыть", пропустив смесь газов через воду. Аммиак отделяют, а водород и азот возвращают в процесс.
Азот реагирует с водородом при наличии катализатора, большого давления и высокой температуре.
Потому что не могут найти низкотемпературный катализатор. От вас впервые слышу о таком высоком выходе. Ведь в промышленности используется метод циркуляции производства для того, чтобы непрореагировавшую смесь азота и водорода снова поместить в колонну синтеза.