Aminosäuren und Proteine - M4aigner.de
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AB:<br />
Chemie<br />
Reaktionskinetik <strong>und</strong> Chemisches Gleichgewicht<br />
Das HABER-BOSCH-Verfahren<br />
9. Beispiele aus <strong>de</strong>r Technik<br />
727 2,04 · 10 –4 Nitrolacke<br />
Verwendung von Ammoniak<br />
9.1. Ammoniak-Synthese (Das HABER-BOSCH-Verfahren):<br />
Ammoniak Salpetersäure<br />
Jährlich wer<strong>de</strong>n weltweit ca. 150 Millionen Tonnen Ammoniak hergestellt.<br />
Alleine auf die Ammoniak-Synthese entfallen 3% <strong>de</strong>s Weltenergie-<br />
Fasern, Kunststoffe kämpfungsm.<br />
Düngemittel Schädlingsbeverbrauches.<br />
Ammoniak ist eine <strong>de</strong>r wichtigsten Gr<strong>und</strong>chemikalien.<br />
Kältemittel Synth. Fasern,<br />
N 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH 3 (g) ∆ R H° m = –92 kJ/mol Ammoniumsalze Kunststoffe<br />
Kunststoffe<br />
Klebemittel<br />
Herstellung <strong>de</strong>r Ausgangsstoffe:<br />
Kunstsei<strong>de</strong><br />
Filme<br />
CH 4(g) + H 2 O (g) CO (g) + 3 H 2(g) ∆ R H° m = 206 kJ/mol<br />
Soda Metallbearbeitung<br />
2 CH 4(g) + O 2(g) 2 CO (g) + 4 H 2(g) ∆ R H° Farbstoffe<br />
Arzneimittel<br />
m = –71 kJ/mol<br />
Unkraut-<br />
Farbstoffe<br />
CO (g) + H 2 O (g) CO 2 (g) + H 2(g) ∆ R H° m = –41 kJ/mol<br />
bekämpfungsmittel Lackkunstharze<br />
Nitrate<br />
Abhängigkeit <strong>de</strong>r NH 3 -Synthese<br />
von Druck <strong>und</strong> Temperatur<br />
Gleichgewichtskonstante K bei<br />
verschie<strong>de</strong>nen Temperaturen:<br />
Harnstoff<br />
knitterfreie Textilien<br />
Düngemittel<br />
Sprengstoffe<br />
Temperatur (°C) K<br />
nassfestes Papier Raketenantriebsstoffe<br />
25 4,02 · 10 8 Erdölverarbeitung<br />
NH 3 -Ausbeute<br />
184 6,00 · 10 2 Kunst- u. Schaumstoffe Nitrocellulose<br />
Die großtechnische Ammoniaksynthese<br />
Die gr<strong>und</strong>legen<strong>de</strong>n Forschungsarbeiten für die Synthese von Ammoniak aus<br />
<strong>de</strong>n Elementen lieferte FRITZ HABER, die Übertragung in <strong>de</strong>n großtechnischen<br />
Maßstab gelang CARL BOSCH.<br />
1913 konnte die Badische Anilin- <strong>und</strong> Soda-Fabrik (BASF) die erste großtechnische<br />
Ammoniaksynthese nach <strong>de</strong>m HABER-BOSCH-Verfahren mit einer Tageskapazität<br />
von 30 Tonnen Ammoniak in Betrieb nehmen. Heute produzieren<br />
mo<strong>de</strong>rne Anlagen über 1500 Tonnen Ammoniak am Tag.<br />
Nach <strong>de</strong>m Prinzip von LE CHATELIER ergibt sich im Gleichgewicht ein hoher<br />
Anteil an Ammoniak, wenn <strong>de</strong>r Druck hoch <strong>und</strong> die Temperatur niedrig ist.<br />
Die für ein wirtschaftliches Verfahren erfor<strong>de</strong>rliche Reaktionsgeschwindigkeit<br />
lässt sich aber auch beim Einsatz guter Katalysatoren nur bei höheren Temperaturen<br />
erreichen. Man arbeitet heute meist bei Temperaturen um 450 °C<br />
<strong>und</strong> bei Drücken von 230 bis 330 bar.<br />
Die Synthese fin<strong>de</strong>t in einem Kreislaufprozess statt, bei <strong>de</strong>m das gebil<strong>de</strong>te Ammoniak<br />
laufend durch Verflüssigung aus <strong>de</strong>m Gasgemisch entfernt wird. Das<br />
nicht umgesetzte Synthesegas wird wie<strong>de</strong>r <strong>de</strong>m gleichen Reaktor zugeführt.<br />
Reaktionskinetik <strong>und</strong> Chemisches Gleichgewicht – 21
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