الأمونيا (NH3) هي مركب يتكون من ذرات النيتروجين والهيدروجين وهي مادة كيميائية أساسية في العمليات الصناعية المختلفة. يتم إنتاجه بشكل أساسي من خلال تفاعلات كيميائية غير عضوية، والطريقة الأكثر شيوعًا هي عملية هابر بوش. تتضمن هذه العملية تفاعل غاز النيتروجين (N2) وغاز الهيدروجين (H2) في ظل ظروف محددة.
تشكل الأمونيا في التفاعلات الكيميائية
- في عملية Haber-Bosch يتم الحصول على غاز النيتروجين من الهواء، والذي يتكون في الغالب من النيتروجين (حوالي 78٪). من ناحية أخرى، يتم الحصول على غاز الهيدروجين عادة من الغاز الطبيعي أو بخار إعادة تشكيل الهيدروكربونات. يحدث التفاعل عند درجات حرارة عالية (حوالي 400-500 درجة مئوية) وضغوط عالية (حوالي 150-250 جوًا) في وجود محفز أساسه الحديد.
- تتضمن آلية التفاعل كسر الرابطة الثلاثية القوية في غاز النيتروجين (N≡N) وتكوين جزيئات الأمونيا. يعمل غاز الهيدروجين كعامل اختزال يوفر الإلكترونات اللازمة لتحويل غاز النيتروجين إلى أمونيا. يساعد محفز الحديد على تسهيل التفاعل من خلال توفير سطح للمواد المتفاعلة حتى تمتص وتتفاعل ، وبالتالي زيادة معدل التفاعل.
- هذه العملية طاردة للحرارة، مما يعني أنها تطلق طاقة حرارية. ومع ذلك يكون التفاعل أيضًا قابلاً للانعكاس، كما أن تحقيق تحويل عالي للمواد المتفاعلة إلى منتجات يمثل تحديًا. يساعد استخدام درجات الحرارة والضغوط المرتفعة في تفضيل التفاعل الأمامي ، ولكن يجب إجراء تنازلات لتحسين الكفاءة والأمان.
- يمكن أن تؤدي التفاعلات غير العضوية الأخرى أيضًا إلى إنتاج الأمونيا، وإن كان ذلك على نطاق أصغر. على سبيل المثال تتضمن عملية أوستوالد أكسدة الأمونيا لإنتاج حمض النيتريك ، وتتكون كمية صغيرة من الأمونيا كمنتج ثانوي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تصنيع الأمونيا من خلال العديد من البلازما غير المتوازنة والطرق الكهروكيميائية.
في الختام تتشكل الأمونيا بشكل أساسي في تفاعلات كيميائية غير عضوية مثل عملية هابر بوش. تتضمن هذه التفاعلات تفاعل غاز النيتروجين وغاز الهيدروجين في ظل ظروف محددة بمساعدة المحفزات لتحويل النيتروجين إلى أمونيا. هذا المركب ضروري لإنتاج الأسمدة والأدوية والتطبيقات الصناعية الأخرى.
