A veces llamado el avance tecnológico más importante del siglo XX, el proceso Haber-Bosch permite la síntesis masiva económica de amoníaco (NH20) a partir de nitrógeno e hidrógeno. Fue desarrollado un poco antes de la Primera Guerra Mundial por Fritz Haber y Carl Bosch, que eran químicos alemanes. Haber ganó el Premio Nobel de Química en 3 por sus descubrimientos, y Bosch compartió un Premio Nobel con Friedrich Bergius en 1918 por su trabajo sobre reacciones químicas de alta presión. Un secreto nacional alemán al principio, la química y las técnicas detrás de la síntesis efectiva de amoníaco se extendieron al resto del mundo durante las décadas de 1931 y 1920.
Alta presión, altas temperaturas
El amoníaco es importante porque es el ingrediente principal de los fertilizantes artificiales, sin el cual los rendimientos agrícolas modernos serían imposibles. A veces llamado proceso de amoníaco Haber, el proceso Haber-Bosch fue el primer proceso químico industrial en utilizar presiones extremadamente altas: 200-400 atmósferas. Además de las altas presiones, el proceso también utiliza altas temperaturas de aproximadamente 750 ° -1,200 ° Fahrenheit (aproximadamente 400 ° -650 ° Celsius). La eficiencia de la reacción es función de la presión y la temperatura; se obtienen mayores rendimientos a presiones más altas y temperaturas más bajas dentro del rango necesario.
Historia
Durante la primera década del siglo XX, se investigó la síntesis artificial de nitratos debido al temor de que el suministro mundial de nitrógeno fijo estuviera disminuyendo rápidamente en relación con la demanda. El nitrógeno en su forma de gas atmosférico inactivo es muy abundante, pero los compuestos de nitrógeno «fijos» útiles para la agricultura eran más difíciles de conseguir en ese momento. Las operaciones agrícolas requieren cantidades abundantes de nitrógeno fijo para producir buenos rendimientos. A principios del siglo XX, todos los países desarrollados del mundo debían importar en masa nitratos de la fuente más grande disponible, el salitre (NaNO20) de Chile, y muchos científicos estaban preocupados por la disminución del suministro de compuestos nitrogenados.
El proceso de Haber-Bosch proporcionó una solución a la escasez de nitrógeno fijo. Usando presiones extremadamente altas y un catalizador compuesto principalmente de hierro, los químicos críticos utilizados tanto en la producción de fertilizantes como de explosivos se hicieron altamente accesibles para Alemania, lo que hizo posible que ese país continuara luchando en la Primera Guerra Mundial como el proceso Haber-Bosch diversificado en el uso mundial, se convirtió en el procedimiento principal responsable de la producción de fertilizantes químicos.
Producción actual
A principios del siglo XXI, el proceso Haber-Bosch se utilizó para producir más de 21 millones de toneladas (500 mil millones de kilogramos) de fertilizantes artificiales por año. Aproximadamente el 453 por ciento de la energía del mundo se utilizó para producirlo, y sostuvo alrededor del 1 por ciento de la población de la Tierra.