奧斯特瓦爾德過程是什么(the Ostwald Process)？
奧斯特瓦爾德法是一種用于工業生產硝酸的方法，1902年由德國/拉脫維亞化學家Willhelm Ostwald獲得專利，并于1908年首次實施。在該工藝中，硝酸是通過氨氧化合成的。在引入奧斯特瓦爾德工藝之前，所有的硝酸都是通過用濃硫酸...
奧斯特瓦爾德法是一種用于工業生產硝酸的方法，1902年由德國/拉脫維亞化學家Willhelm Ostwald獲得專利，并于1908年首次實施。在該工藝中，硝酸是通過氨氧化合成的。在引入奧斯特瓦爾德工藝之前，所有的硝酸都是通過用濃硫酸蒸餾硝石-硝酸鈉（NaNO3）或硝酸鉀（KNO3）來生產的。奧斯特瓦爾德工藝現在占了硝酸的所有工業生產，硝酸是化肥和炸藥工業的關鍵化學品
工人第一次合成硝酸-加熱硝石混合物，硫酸銅和明礬-通常被認為是阿拉伯煉金術士賈比爾·伊本·海揚·蓋伯在8世紀的某個時候，但這有一些不確定性。在17世紀中葉，德國化學家約翰·魯道夫·格勞伯（Johann Rudolf Glauber）用硫酸蒸餾硝石制酸。人們對硝酸感興趣的主要原因是它能溶解大多數金屬，直到1847年發現硝化甘油。此后不久，隨著有機物硝化制備新系列炸藥的開發，硝酸及其前體硝石的需求量很大，直到20世紀初，硝酸的生產都是由硝石生產的1901年，出生在拉脫維亞的德國化學家Willhelm Ostwald發明了一種催化氧化氨合成硝酸的方法該過程分三步進行：首先，將一份氨（NH3）氣體和10份空氣的混合物送入催化室，在1292至1472°F（700至800°C）的溫度下，使用鉑催化劑，氨與氧（O2）結合生成一氧化氮（NO）：4NH3+5O2→4NO+6H2O，在氧化室中，在122°F（50°C）的溫度下，一氧化氮與氧氣結合生成二氧化氮：2NO+O2→2NO2。最后，在吸收室中，二氧化氮溶解在水中，生成硝酸（HNO3）和一氧化氮，然后循環使用：3NO2+H2O→2HNO3+NO奧斯特瓦爾德法生產硝酸的水溶液濃度約為60%，通過蒸餾，濃度增加到68.5%，提供用于大多數用途的試劑級硝酸。這種酸是硝酸和水的共沸物，這意味著兩種化合物在相同的溫度下-251.6°F（122°C）下沸騰，因此無法通過簡單蒸餾進一步濃縮。如果需要更高濃度，它們可以用濃硫酸蒸餾-吸收水-或直接與二氧化氮結合得到，高壓下的水和氧氣。這一化學過程將減少對硝石儲量的依賴，但需要氨的來源，哈伯工藝的發展解決了氨的問題，該工藝利用大氣中的氮氣和天然氣中的氫氣合成了這種化合物，奧斯特瓦爾德法很快取代了硝酸生產的主要手段這兩種工業過程使得硝酸的大量廉價生產成為可能，這反過來又提高了農業生產率，因為硝酸鹽肥料可以批量廉價生產。然而，這也延長了第一次世界大戰，因為德國在戰爭期間切斷了大部分硝石的供應-能夠繼續大量生產炸藥。
工人第一次合成硝酸-加熱硝石混合物，硫酸銅和明礬-通常被認為是阿拉伯煉金術士賈比爾·伊本·海揚·蓋伯在8世紀的某個時候，但這有一些不確定性。在17世紀中葉，德國化學家約翰·魯道夫·格勞伯（Johann Rudolf Glauber）用硫酸蒸餾硝石制酸。人們對硝酸感興趣的主要原因是它能溶解大多數金屬，直到1847年發現硝化甘油。此后不久，隨著有機物硝化制備新系列炸藥的開發，硝酸及其前體硝石的需求量很大，直到20世紀初，硝酸的生產都是由硝石生產的1901年，出生在拉脫維亞的德國化學家Willhelm Ostwald發明了一種催化氧化氨合成硝酸的方法該過程分三步進行：首先，將一份氨（NH3）氣體和10份空氣的混合物送入催化室，在1292至1472°F（700至800°C）的溫度下，使用鉑催化劑，氨與氧（O2）結合生成一氧化氮（NO）：4NH3+5O2→4NO+6H2O，在氧化室中，在122°F（50°C）的溫度下，一氧化氮與氧氣結合生成二氧化氮：2NO+O2→2NO2。最后，在吸收室中，二氧化氮溶解在水中，生成硝酸（HNO3）和一氧化氮，然后循環使用：3NO2+H2O→2HNO3+NO奧斯特瓦爾德法生產硝酸的水溶液濃度約為60%，通過蒸餾，濃度增加到68.5%，提供用于大多數用途的試劑級硝酸。這種酸是硝酸和水的共沸物，這意味著兩種化合物在相同的溫度下-251.6°F（122°C）下沸騰，因此無法通過簡單蒸餾進一步濃縮。如果需要更高濃度，它們可以用濃硫酸蒸餾-吸收水-或直接與二氧化氮結合得到，高壓下的水和氧氣。這一化學過程將減少對硝石儲量的依賴，但需要氨的來源，哈伯工藝的發展解決了氨的問題，該工藝利用大氣中的氮氣和天然氣中的氫氣合成了這種化合物，奧斯特瓦爾德法很快取代了硝酸生產的主要手段這兩種工業過程使得硝酸的大量廉價生產成為可能，這反過來又提高了農業生產率，因為硝酸鹽肥料可以批量廉價生產。然而，這也延長了第一次世界大戰，因為德國在戰爭期間切斷了大部分硝石的供應-能夠繼續大量生產炸藥。
- 發表于 2020-08-09 18:55
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