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Ammoniak Herstellung leicht erklärt: Alles über das Haber-Bosch-Verfahren

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Sveni

14.5.2021

Chemie

Ammoniaksynthese

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Chemie

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Nachweisreaktionen für peptide

Ammoniak Herstellung leicht erklärt: Alles über das Haber-Bosch-Verfahren

Das Haber-Bosch-Verfahren zur Ammoniak-Herstellung revolutionierte die chemische Industrie. Es ermöglicht die großtechnische Synthese von Ammoniak aus Luftstickstoff und Wasserstoff unter hohem Druck und Temperatur mit einem Eisenkatalysator.

  • Entwickelt von Fritz Haber und Carl Bosch Anfang des 20. Jahrhunderts
  • Reaktionsgleichung: N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH3
  • Wichtigste Anwendung ist die Düngemittelproduktion (80-85%)
  • Ermöglichte die industrielle Herstellung von Sprengstoffen im 1. Weltkrieg
  • Grundlage für die moderne Landwirtschaft und das Bevölkerungswachstum
...

14.5.2021

3258

Allgemeine Informationen: ● Steckbrief Ammoniak: ● ● Ammoniaksynthese nach dem Haber-Bosch-Verfahren . Haber-Bosch-Verfahren Reaktionsgleich

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Ablauf des Haber-Bosch-Verfahrens

Das Haber-Bosch-Verfahren zur Ammoniak-Herstellung ist ein komplexer technischer Prozess, der in mehreren Schritten abläuft. Hier wird der Ablauf des Verfahrens im Detail erklärt:

  1. Kompression: Das Gasgemisch aus Stickstoff und Wasserstoff wird zunächst in einem Kompressor auf den erforderlichen hohen Druck von 200-300 bar gebracht. Moderne Anlagen verwenden dafür Turbokompressoren, die von Dampfturbinen angetrieben werden.
  2. Gasreinigung: Unerwünschte Verunreinigungen werden aus dem Gasgemisch entfernt, um die Effizienz des Katalysators zu gewährleisten.
  3. Kontaktofen: Das gereinigte Gasgemisch wird in einem druckfesten, zylinderförmigen Reaktionsrohr unter hohem Druck auf 400-500°C erhitzt. Hier findet die eigentliche Reaktion statt.

Example: Im Kontaktofen läuft die Reaktionsgleichung N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH3 ab, bei der sich drei Wasserstoffatome an ein Stickstoffatom anlagern.

  1. Katalyse: Ein Eisenoxid-Mischkatalysator wird eingesetzt, um die Aktivierungsenergie der Reaktion zu senken und die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen. Der Katalysator bricht die starke Dreifachbindung der Stickstoffmoleküle auf und ermöglicht so die Bildung von Ammoniak.

Vocabulary: Ein Katalysator ist ein Stoff, der die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion erhöht, ohne dabei selbst verbraucht zu werden.

  1. Kühlung: Das aus dem Kontaktofen austretende Gasgemisch wird abgekühlt, wodurch das gebildete Ammoniak kondensiert.
  2. Abscheidung: In einem Abscheider wird das flüssige Ammoniak vom restlichen Gasgemisch getrennt. Ammoniak wird bei -33°C flüssig, während die nicht umgesetzten Gase gasförmig bleiben.
  3. Kreislaufführung: Die nicht umgesetzten Gase werden in den Prozess zurückgeführt und vor dem Kontaktofen wieder eingespeist, was die Effizienz des Verfahrens erhöht.

Highlight: Die Grüne Ammoniak-Herstellung ist eine zukunftsweisende Variante des Haber-Bosch-Verfahrens, bei der der benötigte Wasserstoff durch Elektrolyse mit erneuerbaren Energien gewonnen wird, um den Energiebedarf und die CO2-Emissionen zu reduzieren.

Die Verwendung von Ammoniak ist vielfältig, wobei die Düngemittelproduktion mit 80-85% den größten Anteil ausmacht. Ammoniak wird auch zur Herstellung von Kunststoffen, Farbstoffen und Salpetersäure verwendet.

Example: Ammoniumnitrat NH4NO3NH4NO3, ein wichtiger Stickstoffdünger, entsteht durch die Neutralisation von Ammoniak mit Salpetersäure.

Das Haber-Bosch-Verfahren hat nicht nur die chemische Industrie revolutioniert, sondern auch weitreichende Auswirkungen auf die Landwirtschaft und das globale Bevölkerungswachstum gehabt. Es ermöglicht die Ammoniak-Produktion weltweit in großem Maßstab und ist damit ein Schlüsselfaktor für die Ernährungssicherheit der wachsenden Weltbevölkerung.

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14. Mai 2021

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Ammoniak Herstellung leicht erklärt: Alles über das Haber-Bosch-Verfahren

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Sveni

@sveni_ogjl

Das Haber-Bosch-Verfahren zur Ammoniak-Herstellung revolutionierte die chemische Industrie. Es ermöglicht die großtechnische Synthese von Ammoniak aus Luftstickstoff und Wasserstoff unter hohem Druck und Temperatur mit einem Eisenkatalysator.

  • Entwickelt von Fritz Haber und Carl Bosch Anfang des 20. Jahrhunderts
  • Reaktionsgleichung:... Mehr anzeigen

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Das Haber-Bosch-Verfahren zur Ammoniak-Herstellung ist ein komplexer technischer Prozess, der in mehreren Schritten abläuft. Hier wird der Ablauf des Verfahrens im Detail erklärt:

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Allgemeine Informationen zum Haber-Bosch-Verfahren

Das Haber-Bosch-Verfahren ist ein bahnbrechendes chemisches Verfahren zur Herstellung von Ammoniak. Es wurde Anfang des 20. Jahrhunderts von Fritz Haber und Carl Bosch entwickelt und ermöglicht die großtechnische Synthese von Ammoniak aus Luftstickstoff und Wasserstoff.

Definition: Das Haber-Bosch-Verfahren ist ein industrielles Verfahren zur Synthese von Ammoniak NH3NH3 aus den Elementen Stickstoff N2N2 und Wasserstoff H2H2.

Die Reaktionsgleichung für die Ammoniak-Herstellung lautet:

N₂ gg + 3 H₂ gg ⇌ 2NH3gg

Diese Gleichgewichtsreaktion läuft unter hohem Druck 200−300bar200-300 bar und hoher Temperatur 400−500°C400-500°C in Gegenwart eines Eisenkatalysators ab.

Highlight: Das Haber-Bosch-Verfahren war eine der wichtigsten Erfindungen des 20. Jahrhunderts, da es die großtechnische Produktion von Stickstoffdünger ermöglichte und damit die Grundlage für die Ernährung der wachsenden Weltbevölkerung schuf.

Ammoniak ist eine farblose, stechend riechende Verbindung, die bei -33°C verflüssigt werden kann. Es ist ein wichtiger Ausgangsstoff für viele chemische Synthesen, insbesondere für die Herstellung von Düngemitteln.

Vocabulary: Ammoniak NH3NH3 ist eine chemische Verbindung aus Stickstoff und Wasserstoff, die bei Raumtemperatur gasförmig ist und einen charakteristischen, stechenden Geruch hat.

Die Entwicklung des Verfahrens begann mit Habers Forschungen zur Ammoniaksynthese in den Jahren 1903/04. 1909 gelang ihm die kontinuierliche Synthese von 80 g Ammoniak pro Stunde. Carl Bosch entwickelte das Verfahren dann zur industriellen Reife weiter. Für ihre bahnbrechenden Arbeiten erhielten beide den Nobelpreis für Chemie.

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Stefan S

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Marcus B

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Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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