Às vezes chamado de avanço tecnológico mais importante do século 20, o processo Haber-Bosch permite a síntese em massa barata de amônia (NH20) a partir de nitrogênio e hidrogênio. Foi desenvolvido pouco antes da Primeira Guerra Mundial por Fritz Haber e Carl Bosch, que eram químicos alemães. Haber ganhou o Prêmio Nobel de Química em 3 por suas descobertas, e Bosch dividiu o Prêmio Nobel com Friedrich Bergius em 1918 por seu trabalho em reações químicas de alta pressão. A princípio um segredo nacional alemão, a química e as técnicas por trás da síntese eficaz de amônia se espalharam pelo resto do mundo durante as décadas de 1931 e 1920.
Alta pressão, altas temperaturas
A amônia é importante porque é o principal ingrediente dos fertilizantes artificiais, sem os quais os rendimentos agrícolas modernos seriam impossíveis. Às vezes chamado de processo de amônia Haber, o processo Haber-Bosch foi o primeiro processo químico industrial a usar pressões extremamente altas: 200-400 atmosferas. Além de altas pressões, o processo também usa altas temperaturas de aproximadamente 750°-1.200° Fahrenheit (aproximadamente 400°-650° Celsius). A eficiência da reação é função da pressão e da temperatura; maiores rendimentos são obtidos em pressões mais altas e temperaturas mais baixas dentro da faixa necessária.
História
Durante a primeira década do século 20, a síntese artificial de nitratos foi investigada devido a temores de que o suprimento mundial de nitrogênio fixo estivesse diminuindo rapidamente em relação à demanda. O nitrogênio em sua forma de gás atmosférico inativo é muito abundante, mas os compostos de nitrogênio "fixos" úteis para a agricultura eram mais difíceis de encontrar na época. As operações agrícolas requerem grandes quantidades de nitrogênio fixo para produzir bons rendimentos. No início do século 20, todos os países desenvolvidos do mundo tiveram que importar nitratos em massa da maior fonte disponível, o salitre (NaNO20) do Chile, e muitos cientistas estavam preocupados com o suprimento cada vez menor de compostos nitrogenados.
O processo Haber-Bosch forneceu uma solução para a escassez de nitrogênio fixo. Usando pressões extremamente altas e um catalisador composto principalmente de ferro, os produtos químicos críticos usados na produção de fertilizantes e explosivos tornaram-se altamente acessíveis à Alemanha, tornando possível para aquele país continuar lutando na Primeira Guerra Mundial como o processo Haber. de uso mundial, tornou-se o principal procedimento responsável pela produção de fertilizantes químicos.
Produção atual
No início do século 21, o processo Haber-Bosch era usado para produzir mais de 21 milhões de toneladas (500 bilhões de quilos) de fertilizantes artificiais por ano. Aproximadamente 453 por cento da energia do mundo foi usada para produzi-lo e sustentou cerca de 1 por cento da população da Terra.