11.3.- El amoniaco: Propiedades, síntesis y reaciones
11.3.2.- Obtención industrial

Industrialmente se obtiene por el método de Haber, modificado por Claude que consiste en la reacción:

Vamos a estudiar con detalle esta reacción de equilibrio: según el principio de Le Chatelier, si la reacción es exotérmica al aumentar la Temperatura, disminuye el rendimiento. Por otra parte, a temperatura ambiente la velocidad de reacción es muy lenta por lo que se llegará muy tarde al equilibrio, aunque cuando se alcance, el rendimiento será mayor. El aumento de Presión aumenta también el rendimiento ya que en el segundo miembro de la ecuación química hay un número de moles de gas inferior al del primer miembro. Ver en la gráfica siguiente la variación del rendimiento en función de la temperatura y la presión. El rendimiento aumenta con la presión y disminuye rápidamente con la temperatura:

 

según se puede observar en la gráfica:

  • a P = 100 atm y T= 600 ºC (reacción rápida), el Rendimiento es del 5%.

  • a P = 100 atm y T= 200ºC (reacción lenta), el Rendimiento es del 77%.

es necesario encontrar una situación en la que se consiga un buen rendimiento con una reacción rápida de los productos. El francés George Claude comprobó que a una presión de 1000 atm y 500 ºC de temperatura el proceso es bastante rápido y el rendimiento es del orden del 40%, ya rentable industrialmente. El catalizador utilizado, sobre cuya superficie se verifica la reacción, es hierro con un bajo contenido en óxidos metálicos. Su misión consiste en absorber a los reactivos gaseosos, debilitarles los enlaces y ponerlos en contacto para la formación de otros nuevos. En la figura de la izquierda tenemos un esquema del aparato utilizado para la producción de amoníaco según el método de Haber.

El hidrógeno y el nitrógeno utilizados deben ser muy puros para evitar el envenenamiento del catalizador. Después de pasar por éste, los gases se enfrían, y el amoniaco se separa licuándolo a presión o por absorción con agua. Los gases residuales (hidrógeno y nitrógeno que no han reaccionado) vuelven a la cámara de reacción para volver a ser utilizados.

Esquema de la síntesis industrial del amoniaco

 

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