Química - Ministerio de Educación

Proceso de Haber- Bosch
La industria agrícola debe su gran expansión y evolución a la
utilización de fertilizantes nitrogenados, formados por sales de
amonio. Uno de esos es el amoniaco ( N H 3 ) sustancia inorgánica
de gran importancia industrial a nivel mundial. Es utilizado
principalmente, como abono, en la industria textil, en la fabricación
de explosivos, plásticos, producción de papel, en productos de
limpieza, en polímeros, entre otros.
A principios del siglo XX, la principal fuente de obtención de nitrógeno
para la síntesis del amoníaco era el salitre; de allí el auge de las
salitreras en nuestro país.
Pero en 1909, el fisicoquímico alemán Fritz Haber logró obtener
el amoníaco a partir del nitrógeno atmosférico ( N 2 ) y del
hidrógeno ( H 2 ) , según la ecuación:
N 2 ( g ) + 3 H 2 ( g ) ⇄ 2N H 3 ( g )
En relación con el principio de Le Châtelier, el proceso de equilibrio
será óptimo desde el punto de vista del rendimiento de producto
obtenido, en condiciones de baja temperatura y presión elevada. Pero
la velocidad de reacción sería extremadamente lenta.
Para que la reacción sea práctica a gran escala, debe tener una mayor
velocidad y un alto rendimiento del producto.
Por lo tanto este proceso se realiza entre los 400 a 500 o C,
utilizando como catalizador hierro y pequeñas cantidades de potasio y
aluminio, a elevadas presiones, obteniendo así un rendimiento de 50
a 70 %.
El procedimiento industrial que permite la obtención de esta
valiosísima materia prima se denomina Proceso de Haber-Bosch, en
el que el amoníaco se consigue según la siguiente ecuación:
N + 3 H ⇄ 2N H ΔH = − 92,6 kJ/mol
2 ( g ) 2 ( g ) 3 ( g )
k eq = 4,3 ⋅ 10 −4
El siguiente esquema muestra a grandes rasgos el proceso
de obtención de amoníaco a nivel industrial. Lee y observa atentamente.
Adaptación del texto, que se encuentra en: Fuente: http://www.escritoscientificos.es/trabla20/carpetas/fhaber/portada.html
Preguntas para la reflexión
1 Considerando la reacción de síntesis del amoníaco en el método de Haber-
Bosch, ¿qué factores afectarían el equilibrio para favorecer la formación
de amoníaco?
2 En el método de Haber-Bosch, ¿se aprecia un equilibrio químico
homogéneo
o heterogéneo?
3 Según los datos de la ecuación química, ¿es un proceso exotérmico
o endotérmico?
4 Consulta textos de historia o, mejor aún, a un docente de ese sector de
aprendizaje y responde: ¿qué relación tiene el método de Haber-Bosch con
la caída de la industria salitrera en Chile?
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• La mezcla de nitrógeno e hidrógeno entra por el punto 13.
• La mezcla fluye por los lechos de catalizador (1 al 6), lo que provoca
la síntesis.
• El amoníaco sale por el punto 16.
• La circulación indicada por las flechas a través de las tuberías (7-12,
14, 15 y 17) es realizada para eliminar el calor que se produce en la
reacción exotérmica.
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Habilidades que se desarrollarán:
- Analizar
- Investigar
- Aplicar
- Discutir
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