이해하고 "해결"하는 방법은 다음과 같습니다.
1. 방정식 이해 :
* n₂ : 질소 가스 (규정 성 질소)
* h₂ : 수소 가스 (규조토 수소)
* nh n : 암모니아 가스
* 계수 : 화학 공식 (1, 3 및 2) 앞에있는 숫자는 화학량 론적 계수를 나타냅니다. 이들은 반응에 관여하는 각 반응물 및 생성물의 상대적인 몰의 수를 나타냅니다.
2. 하버-보쉬 과정은 실제로 :
* 고압 : 반응은 암모니아의 형성을 선호하기 위해 매우 고압 (약 200 대기)에서 수행됩니다. 이것은 질소 및 수소로부터의 암모니아의 형성이 가스 분자의 수를 감소시키기 때문이다 (4 몰의 반응물이 2 몰의 생성물). 더 높은 압력은 가스 분자가 적음으로 측면을 향해 평형을 밀어냅니다.
* 고온 : 반응은 또한 고온 (약 450 ° C)이 필요합니다. 이것은 반 직관적이지만 (열은 흡열 역 반응을 선호합니다), 합리적인 반응 속도를 달성해야합니다.
* 촉매 : 철 촉매는 반응의 속도를 높이기 위해 사용됩니다. 촉매는 활성화 에너지를 낮추어 공정에서 소비하지 않고 반응이 더 빨리 발생하게한다.
3. 평형 :
Haber-Bosch 공정은 평형 반응입니다. 이것은 전방 및 역 반응이 동시에 발생한다는 것을 의미합니다. 평형에서, 순방향 및 역 반응의 속도는 동일하며 반응물 및 생성물의 농도는 일정하게 유지된다.
"해결"반응 :
우리는 기술적으로 수학적 방정식을 해결하는 것과 같은 방식으로 반응을 "해결"할 수는 없지만 암모니아의 형성을 선호하기 위해 조건을 조작하는 방법을 이해할 수 있습니다.
* 압력 증가 : 이것은 앞에서 설명한 것처럼 암모니아의 형성을 선호합니다.
* 온도 : 이것은 열역학적 관점에서 전방 반응 (암모니아 생성)을 선호하지만 반응 속도도 느려질 것입니다.
* 촉매 최적화 : 보다 효율적인 촉매를 사용하면 암모니아 생성 속도가 증가 할 수 있습니다.
요약 :
반응 n + 3H₂ =2NH₃는 암모니아 합성을위한 중요한 산업 공정 인 하버-보쉬 공정을 나타냅니다. 반응 조건을 이해함으로써 암모니아 생산을 극대화하기 위해 조작 할 수 있습니다.
