ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фиксация атмосферного азота. Получение аммиака из "Общая химия 1986" Долгое время газовая вода служила единственным источником получения аммиака. Но в начале XX века были разработаны новые промышленные способы получения аммиака, основанные на связывании или, как говорят, фиксации атмосферного азота. Чтобы оценить, какое огромное значение для человечества имели эти открытия, нужно ясно представить себе роль азота в жизненных процессах. [c.390] Растения берут азот из почвы, где он содержится главным образом в виде различных органических соединений, которые постепенно превращаются в соли азотной кислоты и соли аммония. Растворяясь во влаге почвы, эти соли поглощаются корнями растений, а затем перерабатываются в их клетках в белки. [c.391] Животные не могут усваивать азот даже в виде солей. Для питания им необходимы белки, вырабатываемые растениями или другими животными. Поэтому существование животных находится в полной зависимости от растений только при посредстве растетш они могут получать необходимый им азот. [c.391] Почва обычно содержит очень незначительные количества азота, котврый все время извлекается из нее растениями. При уборке с полей урожая уносится и извлеченный растениями из почвы азот. Таким образом, почва истощается и становится все менее и менее плодородной. Поэтому для получения хороших урожаев необходимо постоянно пополнять убыль азота в почве путем введения в нее различных азотных удобрений. [c.391] До начала первой мировой войны 1914—1918 гг. главным минеральным азотным удобрением служила натриевая (чилийская) селитра, ввозившаяся в Европу из Южной Америки. Она же являлась единственным видом сырья для получения азотной кислоты, необходимой в производстве взрывчатых веществ и других соединений азота. Ограниченность запасов природной селитры, их отдаленность от основных потребителей, а главным образом — стремление освободиться от ввоза сырья выдвинули перед химической промышленностью многих стран задачу испо зования атмосферного азота для получения азотных соединений. Успешное решение этой задачи явилось одним из крупнейших завоеваний химии начала XX века. В течение одного десятилетия были открыты несколько технических способов фиксации азота воздуха. [c.391] Первый завод для получения цианамида кальция мощностью 4 тыс, т в год был построен в 1906 г. в Италии. В 1921 г. мировое производство цианамида кальция достигло 500 тыс. т в год. Но затем строительство новых заводов почти прекратилось, так как преобладающее значение получил другой метод промышленного производства аммиака — синтез аммиака из водорода и азота. [c.392] При высокой температуре, создаваемой электрическими разрядами, равновесие сильно сдвинуто влево — количество получающегося аммиака очень мало. Все попытки увеличить его долгое время кончались неудачей. Только в начале XX века удалось, наконец, найти условия, при которых выход аммиака становится достаточным для проведения процесса в заводском масштабе. Оказалось, что этими условиями являются высокое давление и низкая температура (см. 64). [c.392] Но при низких температурах скорость реакции настолько мала, что потребовалось бы слишком много времени для получения значительных количеств аммиака. Ускорения процесса удалось добиться применением катализаторов. Из различных исследованных веществ нанлучшим оказалось определенным образом приготовленное пористое железо, содержащее небольшие количества оксидов алюминия, кадия, кальция и кремния. [c.392] ВЫСОКОЙ температуре, если в последнем случае увеличить давление. Но пр повышении температуры возрастает скорость реакции и нужное количество аммиака получается за более короткое время. [c.393] Образующиеся на поверхности катализатора молекулы аммиака вытесняются молекулами азота и превращение повторяется. [c.393] Все промышленные установки синтеза аммиака работают с использованием принципа циркуляции после реакции смесь газов охлаждается, содержащийся в ней аммиак конденсируется и отделяется, а непрореагировавшие азот и водород смешиваются со свежей порцией газов, снова подаются на катализатор и т. д. Применение циркуляции увеличивает производительность всей системы. [c.393] Синтез аммиака можно проводить при различных давлениях от 15 до 100 МПа, Наибольшее распространение получили системы, работающие при среднем давлении (30 МПа) в экономическом отношении они наиболее целесообразны. [c.393] В настоящее время синтез аммиака является основным способом связывания атмосферного азота. [c.393] Вернуться к основной статье