Processo de Ostwald
O processo de Ostwald é um processo comercial, inventado por Wilhelm Ostwald e patenteado em 1902, usado para a produção de ácido nítrico (HNO3). O processo utiliza a amônia (NH3), produzida pelo processo de Haber-Bosch. É um dos pilares da indústria química moderna.
O nitrogênio fixado na amônia e ácido nítrico foi a chave para o desenvolvimento da produção de fertilizantes e explosivos. As fontes que originaram a utilização do nitrogênio para a produção de fertilizantes foram o guano e o salitre do Chile (NaNO3).[1]
Descrição editar
O processo ocorre em dois estágios, em que, no primeiro, é formado o óxido nítrico, e, no segundo, finalmente é obtido o ácido nítrico.[2]
Fase 1 editar
A amônia é oxidada por aquecimento, na presença de oxigênio, com um catalisador (como platina com 10% de ródio, platina sobre lã de sílica fundida, cobre ou níquel[3]) para a formação do óxido nítrico (NO) e vapor de água. Essa reação é exotérmica.
Fase 2 editar
O segundo estágio é realizado em um aparelho de absorção contendo água. Inicialmente, o óxido nítrico é oxidado novamente para produzir dióxido de nitrogênio (NO2). Este gás é absorvido pela água, produzindo o produto desejado (ácido nítrico, embora na forma diluída), enquanto uma parte dele é reduzida, voltando ao óxido nítrico:
O NO é reciclado e o ácido é concentrado por destilação.
Como alternativa, se o último passo for realizado no ar:
As condições típicas para o primeiro estágio, que contribuem para um rendimento geral de cerca de 98%, são:
- pressão entre 4 e 10 atm;
- temperatura entre 600 e 800°C.
Uma eventual complicação que pode ocorrer na primeira etapa envolve a reversão do óxido nítrico de volta ao nitrogênio:
Essa é uma reação secundária minimizada pela redução do tempo de contato das misturas gasosas com o catalisador.[4]
Reação global editar
A reação geral resume todo o processo, considerando as etapas anteriores:
Alternativamente, se o último passo for realizado no ar, desconsiderando o estado físico da água, a reação geral será:
Referências editar
- ↑ Connor, H (1967). «The Manufacture of Nitric Acid». Platinum Metals Review. Consultado em 24 de novembro de 2019
- ↑ Ostwald, Wilhelm (1903). «Improvements in and relating to the Manufacture of Nitric Acid and Oxides of Nitrogen.». Instituto Europeu de Patentes. Consultado em 24 de novembro de 2019
- ↑ King, R. Bruce (2005). Encyclopedia of inorganic chemistry 2ª ed ed. Chichester, West Sussex, England: Wiley. ISBN 978-0-470-86078-6. OCLC 60348994
- ↑ Weiser, Harry B., (2009). Inorganic colloid chemistry. 1 The colloidal elements. 1 [Reprint.] ed. New York: Wiley. ISBN 978-1-4067-1303-9. OCLC 1074624791
Ligações externas editar
- Processes for the Manufacture of Nitric Acid da International Fertiliser Society (1963)