Kirish jarayonning fizik-kimyoviy asoslari

Jarayonning fizik-kimyoviy asoslari

Ammiak sintezi reaksiyasi qaytar reaksiya bo`lib, issiqlik chiqishi bilan boradi:
N<sub>2</sub> + 3H<sub>2</sub>→2NH<sub>3</sub> + 106kJ
Reaksiyada gazning hajmi ikki marta kamayadi: Le-Shatalye prinspiga muvofiq haroratni oshirish ammiak parchalanishi tomon, bosimni ortishi esa reaksiyani ammiak hosil bo`lishi tomonga borishini ta`minlaydi.

Uy haroratida 1 atm. Bosimda reaksiya muvozanati to`liq ammiak sintezi tomon siljiydi, ammo reaksiya unumi juda past bo`ladi.

Reaksiya katalizator ishtirokida juda tez ketadi. Ammo katalizator 400-500⁰C da aktivlik ko`rsatadi. Bundan yuqori haroratda ammiak sintezi yuqori bosimda boradi.

Muvozanatni ammiak hosil bo`lishi tomonga siljitish uchun yuqori bosim va past harorat kerak. Hatto eng yuqori bosimda ham katalizator qo`llanilmasa, reaksiya unumi past bo`ladi. Ishlab chiqarish sharoitida reaksiya 400-500⁰C haroratda qattiq katalizator ishtirokida va bosimda olib boriladi.

Ammiak sintezi reaksiyasida: temir, uran, osmiy, radiy, platina, molibden va boshqa metallar aktiv katalizator bo`la olishi qniqlangan. Eng aktivi uran va osmiydir, ammo qimmatligi va zaharlarga chidamsizligi uchun ular qo`llanilmaydi. Sanoatda temir katalizator keng qo`llaniladi. Bu ham arzon, ham ancha aktiv, yuqori haroratga va zaharlarga chidamli. H<sub>2</sub>S va boshqa S li birikmalar Fe ni qaytmas qilib zaharlaydi. Agar 0,1 % S li birikma bo`lsa, katalizator aktivligi 50 % ga 1 % S li birikma bo`lsa, 100 % ga pasaytiradi. H₂J, CO va CO₂ lar esa juda kuchli zaharlaydi, ammo qaytar zaharlanadi.

Ammiak sintezi bu tipik geterogen katalitik jarayon bo`lib, bir necha bosqichda boradi:

1. Gazlar aralashmasidan azot va vodorodning katalizator sirtiga va ichki g`ovaklariga absorbsiyasi.

2. Katalizatorga gazlarning kimyoviy absorbsiyalanishi.

3. Katalizator sirtida azot va vodorodning o`zarota`siri. Bunda azot katalizatordan elektron oladi, vodorod esa katalizatorga elektronlar beradi, ya`ni uning yo`qotgan elektronlari o`rnini to`ldiradi. Buning natijasida imid-amid va ammiak hosil bo`ladi.