الأمونيا (NH3) هي مركب أساسي في العديد من العمليات الصناعية وتتكون بشكل أساسي من خلال تفاعلات كيميائية غير عضوية. الطريقة الأكثر شيوعًا لتركيبها هي عملية هابر بوش، والتي تتضمن تفاعل غاز النيتروجين (N2) وغاز الهيدروجين (H2) تحت ضغط ودرجة حرارة مرتفعين في وجود محفز.
تشكل الأمونيا في التفاعلات الكيميائية
- في عملية (Haber-Bosch) يتم الحصول على غاز النيتروجين من الهواء، والذي يتكون أساسًا من حوالي 78٪ نيتروجين. من ناحية أخرى، يتم اشتقاق غاز الهيدروجين عادةً من الغاز الطبيعي أو مصادر الهيدروكربون الأخرى من خلال عمليات مثل إعادة التشكيل بالبخار. ثم يتم الجمع بين الغازين في وعاء مفاعل وضغطهما إلى ضغوط عالية تتراوح عادة من 150 إلى 300 ضغط جوي.
- يكون التفاعل طاردًا للحرارة بدرجة عالية، مما يؤدي إلى إطلاق قدر كبير من الحرارة. ومع ذلك يكون معدل التفاعل بطيئًا عند درجات حرارة منخفضة ، وبالتالي يتم استخدام محفز لتسهيل العملية. المحفز الأكثر استخدامًا هو الحديد، وغالبًا ما يتم الترويج له بكميات صغيرة من العناصر الأخرى مثل الألومنيوم أو البوتاسيوم أو الكالسيوم. يسمح المحفز بالتفاعل عند درجات حرارة منخفضة ، تتراوح عادة بين 400 إلى 500 درجة مئوية.
- تخضع غازات النيتروجين والهيدروجين لسلسلة من التفاعلات المعقدة على سطح المحفز. يتم فصل جزيئات النيتروجين، مما يؤدي إلى كسر الرابطة الثلاثية القوية بين ذرات النيتروجين، بينما يتم أيضًا فصل جزيئات الهيدروجين إلى ذرات هيدروجين فردية. ثم تتفاعل هذه الذرات لتكوين جزيئات الأمونيا، والتي يتم إطلاقها لاحقًا من سطح المحفز.
- يعتبر تكوين الأمونيا رد فعل عكسي مما يعني أن التفاعل يمكن أن يستمر في كلا الاتجاهين الأمامي والخلفي. لتحقيق عائد أعلى من الأمونيا يتم الحفاظ على التفاعل عند ضغط مرتفع ، مما يساعد على تحويل التوازن نحو جانب المنتج.
بشكل عام يعتبر تصنيع الأمونيا من خلال التفاعلات الكيميائية غير العضوية وتحديداً عملية هابر بوش، عملية صناعية حيوية تسمح بإنتاج كميات كبيرة من الأمونيا. يعمل هذا المركب كمواد خام أساسية لإنتاج الأسمدة والمواد الكيميائية والعديد من التطبيقات الصناعية الأخرى.
