Descripci贸n general del proceso Haber-Bosch

Descripci贸n general del proceso Haber-Bosch

Algunos consideran el proceso responsable del crecimiento de la poblaci贸n mundial

El proceso de haber-bosch es un proceso que fija nitr贸geno con hidr贸geno para producir amon铆aco, una parte cr铆tica en la fabricaci贸n de fertilizantes para plantas. El proceso fue desarrollado a principios de la d茅cada de 1900 por Fritz Haber y luego fue modificado para convertirse en un proceso industrial para fabricar fertilizantes por Carl Bosch. El proceso de haber-bosch es considerado por muchos cient铆ficos y acad茅micos como uno de los avances tecnol贸gicos m谩s importantes del siglo XX.

El proceso de haber-bosch es extremadamente importante porque fue el primero de los procesos desarrollados que permiti贸 a las personas producir fertilizantes para plantas en masa debido a la producci贸n de amon铆aco. Tambi茅n fue uno de los primeros procesos industriales desarrollados para utilizar alta presi贸n para crear una reacci贸n qu铆mica ( rae-dupree , 2011). Esto hizo posible que los agricultores produjeran m谩s alimentos, lo que a su vez permiti贸 que la agricultura apoyara a una poblaci贸n m谩s grande. muchos consideran que el proceso de haber-bosch es responsable de la explosi贸n demogr谩fica actual de la Tierra, ya que "aproximadamente la mitad de la prote铆na en los humanos de hoy se origin贸 con nitr贸geno fijado a trav茅s del proceso de haber-bosch" (rae-dupree, 2011).

historia y desarrollo del proceso haber-bosch

En el per铆odo de industrializaci贸n, la poblaci贸n humana hab铆a crecido considerablemente y, como resultado, era necesario aumentar la producci贸n de granos y la agricultura comenz贸 en nuevas 谩reas como Rusia, Am茅rica y Australia ( Morrison , 2001). Con el fin de hacer que los cultivos sean m谩s productivos en estas y otras 谩reas, los agricultores comenzaron a buscar formas de agregar nitr贸geno al suelo, y creci贸 el uso de esti茅rcol y m谩s tarde de guano y nitrato f贸sil.

A fines de 1800 y principios de 1900, los cient铆ficos, principalmente qu铆micos, comenzaron a buscar formas de desarrollar fertilizantes fijando artificialmente el nitr贸geno como lo hacen las legumbres en sus ra铆ces. el 2 de julio de 1909, fritz haber produjo un flujo continuo de amon铆aco l铆quido a partir de gases de hidr贸geno y nitr贸geno que se alimentaron a un tubo de hierro presurizado caliente sobre un catalizador de metal de osmio (morrison, 2001). Era la primera vez que alguien pod铆a desarrollar amon铆aco de esta manera.

m谩s tarde, carl bosch, metal煤rgico e ingeniero, trabaj贸 para perfeccionar este proceso de s铆ntesis de amon铆aco para que pudiera usarse a escala mundial. En 1912, comenz贸 la construcci贸n de una planta con capacidad de producci贸n comercial en Oppau, Alemania. la planta era capaz de producir una tonelada de amon铆aco l铆quido en cinco horas y para 1914 la planta produc铆a 20 toneladas de nitr贸geno utilizable por d铆a (morrison, 2001).

Con el comienzo de la Primera Guerra Mundial , la producci贸n de nitr贸geno para fertilizantes en la planta se detuvo y la fabricaci贸n cambi贸 a la de explosivos para la guerra de trincheras. M谩s tarde se abri贸 una segunda planta en Sajonia, Alemania, para apoyar el esfuerzo de guerra. Al final de la guerra, ambas plantas volvieron a producir fertilizantes.

C贸mo funciona el proceso de haber-bosch

El proceso funciona hoy de manera muy similar a como lo hizo originalmente al usar una presi贸n extremadamente alta para forzar una reacci贸n qu铆mica. funciona fijando nitr贸geno del aire con hidr贸geno del gas natural para producir amon铆aco ( diagrama ). el proceso debe usar alta presi贸n porque las mol茅culas de nitr贸geno se mantienen unidas con fuertes enlaces triples. El proceso de haber-bosch utiliza un catalizador o recipiente de hierro o rutenio con una temperatura interna de m谩s de 800 f (426 c) y una presi贸n de alrededor de 200 atm贸sferas para unir nitr贸geno e hidr贸geno (rae-dupree, 2011). los elementos luego se mueven fuera del catalizador hacia reactores industriales donde los elementos eventualmente se convierten en amon铆aco fluido (rae-dupree, 2011). el amoniaco fluido se usa para crear fertilizantes.

Hoy en d铆a, los fertilizantes qu铆micos contribuyen a aproximadamente la mitad del nitr贸geno puesto en la agricultura mundial, y este n煤mero es mayor en los pa铆ses desarrollados.

crecimiento demogr谩fico y el proceso de haber-bosch

Hoy en d铆a, los lugares con mayor demanda de estos fertilizantes son tambi茅n los lugares donde la poblaci贸n mundial est谩 creciendo m谩s r谩pidamente. Algunos estudios muestran que "el 80 por ciento del aumento global en el consumo de fertilizantes nitrogenados entre 2000 y 2009 provino de India y China" ( Mingle , 2013).

A pesar del crecimiento en los pa铆ses m谩s grandes del mundo, el gran crecimiento de la poblaci贸n a nivel mundial desde el desarrollo del proceso de haber-bosch muestra lo importante que ha sido para los cambios en la poblaci贸n mundial.

otros impactos y el futuro del proceso de haber-bosch

El proceso actual de fijaci贸n de nitr贸geno tampoco es completamente eficiente, y una gran cantidad se pierde despu茅s de que se aplica a los campos debido a la escorrent铆a cuando llueve y se desprende un gas natural cuando se asienta en los campos. su creaci贸n tambi茅n consume mucha energ铆a debido a la presi贸n de alta temperatura necesaria para romper los enlaces moleculares del nitr贸geno. Actualmente, los cient铆ficos est谩n trabajando para desarrollar formas m谩s eficientes de completar el proceso y crear formas m谩s amigables con el medio ambiente para apoyar la agricultura mundial y la creciente poblaci贸n.



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