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Chemische Reaktion:
N2 + 3 H2 -> 2 NH3Durch den eingesetzten hohen Druck wurde eine Verschiebung des Reaktions-Gleichgewichtes in Richtung des Ammoniaks erreicht. Dies war nötig um eine ausreichende Ausbeute zu erhalten und das Verfahren wirtschaftlich sinnvoll betreiben zu können.
Die optimalen Reaktionsparameter wurden bestimmt auf:
Für die gesamte Entwicklung wurden mehrere Nobelpreise vergeben, z.B. 1918 den Chemie Nobelpreis an Haber, sowie 1931 für Bosch (zusammen mit Friedrich Bergius) und zwar erstmalig für eine technische Umsetzungsmethode.
Der für die Reaktion nötige Wasserstoff wird heute meist durch teileweise Oxidation von Erdgas erschlossen, der Stickstoff wird wie schon im ursprünglichen Verfahren direkt aus der Luft entnommen, wobei der störende Sauerstoff zunächst durch Oxidation mit Wasserstoff zu Wasser umgebildet wird und dann absgeschieden wird.
Der entstandene Ammoniak kann beispielsweise im Ostwaldverfahren zu Salpetersäure oder zu Düngemittel (Reaktion mit CO2 zu Harnstoff) weiterverwendet werden. Salpeter hat eine grosse Bedeutung für die Rüstungs-Industrie, weshalb auch sehr schnell starkes Interesse am Aufbau einer grosstechnischen Produktion bestand, die unter anderem in Leuna und Bitterfeld durch die BASF und nach Fusion im deutschen Grosskonzern der IG-Farben errichtet und betrieben wurde.
Durch den nun in grossen Mengen verfügbaren Stickstoffdünger ergab sich Bedarf zu umfangreichen landwirtschaflichen Forschungen um nach dem Prinzip der Minimum-Tonne die optimalen Dünge-Mengen je nach Boden und Pflanzenart zu bestimmen. In der Folge des zunehmenden Einsatzes konnte die weltweite landwirtschaftliche Produktion deutlich gesteigert werden, was einen weiteren herausragenden wenn nicht gar den wichtigsten Aspekt der Erfindung des Haber-Bosch-Verfahrens darstellt.
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