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Alt 24.11.2001, 22:00   #10   Druckbare Version zeigen
bm  
Moderator
Beiträge: 54.267
Eine Konstante ist oft keine

Konstante im absoluten Sinn. Sie hängt in der Regel meist von äusseren Parametern ab (wie Druck, Temperatur etc..)

zur Haber Bosch-Synthese :

Die vorigen posting beschreiben den Sachverhalt falsch!

Das Gleichgewicht von

3 H2 + N2 <==> 2 NH3


liegt in der Tat bei Raumtemperatur weiter auf der Ammoniakseite, als bei höherer Temperatur. Je tiefer die Temperatur, desto höher ist die Ausbeute an Ammoniak. Fein.

Nur ist die Aktivierungsenergie zur Spaltung der Stickstoffdreifachbindung so hoch, dass das chemische Gleichgewicht sich erst am Sanktnimmerleinstag einstellen würde. Das ist schlecht.

Was in der Industrie zählt, ist die sogenannte Raum-Zeit-Ausbeute. Also gingen die Herren Haber und Bosch mit der Temperatur hoch, um die Einstellung des Gleichgewichtes zu beschleunigen (hier kommt van`t Hoff ins Spiel). Nur die Reaktion ist endotherm, und nach Le Chatelier verschiebt sich damit das Gleichgewicht in Richtung Eduktseite. Mist.

Wie so oft im Leben macht man halt einen Komproniss :

Die Temperatur so hoch, dass eine akzeptable Reaktionsgeschwindigkeit erzielt wird, und möglichst so niedrig, dass die Ausbeute an Ammoniak noch wirtschaftlich ist. Clever waren die Leute auch : Wieder nach Le Chatelier erhöhten Sie den Druck, da auf der Ammoniakseite weniger Volumen ist. Also das ganze in Stahlrohre packen und kräftige Pumpen dran. Und peng. Das Ganze flog Ihnen um die Ohren.

Was war passiert : Bei der Reaktionstemperatur von ca. 300°C hydierten sie den Kohlenstoff im Stahl, der entwich als Methan, zurück blieb Weicheisen, und das konnte den Druck nicht aufnehmen. Pech.

Dann kam der Ingenieur Bosch : Er fuhr die Reaktion in Weicheisenrohren, um die er einen Stahlmantel packte, der den Druck aufnehmen konnte. In den Stahl bohrte er Löcher (die sogenannten Bosch-Löcher), so dass der durch das Weicheisen diffundierende Wasserstoff schnell abgezogen werden konnte und mit dem Kohlenstoff im Stahl nicht reagieren konnte.

Eine technische Meisterleistung.

Der Grund für diese Anstrengungen : Man schrieb das Jahr 1915, Deutschland war in den ersten Weltkrieg verwickelt. Um die nötigen Sprengstoffe herstellen zu können, war man auf Salpeterimporte aus Chile angewiesen; und die Seewege waren von den Alliierten blockiert. Ohne Nitrate wäre der Krieg sehr schnell zu Ende gewesen.

Also Haber-Bosch und Ostwald (Ammoniak-Verbrennung zur Salpetersäureproduktion) und der Krieg konnte weitergehen.

Aber Herr Professor Haber wollte beileibe keinen endlosen Krieg. Deshalb setzte er sich vehement für den GIFTGAS-Einsatz an der damaligen Westfront ein. Pech, dass sich öfter mal der Wind drehte und die eigenen Leute das Zeug abbekamen.

Übrigens : Hervorragende Erfindungen/Entwicklungen werden meist aus rein humanitären Gründen in kürzester Zeit gemacht, wenn es darum geht, Leiden von Menschen (z.B. kriegsbedingt) zu verkürzen:

Projekt Manhattan, Oppenheimer et. al, beendete den zweiten Weltkrieg durch den Abwurf von zwei A-Bomben auf japanische Millionenstädte. Entwicklungszeit : keine vier Jahre, technisch übrigens noch anspruchsvoller als der Haber-Bosch-Prozess.

Geändert von bm (20.03.2006 um 19:44 Uhr)
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