Salpetersäure wird heute nach dem
Ostwald-Verfahren durch die Oxidation von Ammoniak
hergestellt. Das Verfahren beruht auf Wilhem
Ostwald (1853-1932), der im Jahre 1901 einen Laborversuch dazu durchführte
(siehe bei >Ostwald)
und in der Folgezeit in Zusammenarbeit mit der Sprengstoffindustrie eine
technische Anlage entwickelte. Das Ammoniak wird mit Luft vermischt und
in einem Reaktor bei ca. 800°C und einem Platin-Rhodium-Katalysator
zu Stickstoffmonoxid und Wasser oxidiert:
Schritt 1:
Ammoniak + Sauerstoff ---> Stickstoffmonoxid
+ Wasser DHR
= -908 kJ/mol
4 NH3
+ 5 O2
---> 4 NO
+ 6 H2O
In einem nachgeschalteten Reaktor reagiert
das Stickstoffmonoxid mit Sauerstoff in einer
weiteren Oxidation zu Stickstoffdioxid.
Diese Reaktion ist erst bei Temperaturen unterhalb 50°C durchführbar:
Schritt 2:
Stickstoffmonoxid + Sauerstoff
-------> Stickstoffdioxid DHR
= -114 kJ/mol
2 NO +
O2 ------->
2 NO2
In den nachfolgenden Absorptionstürmen
wird das Stickstoffdioxid mit Wasser zu einer etwa 50%igen Salpetersäure
umgesetzt, die durch eine nachgeschaltete Destillationsanlage auf ca. 65%
konzentriert werden kann:
Schritt 3:
Stickstoffdioxid + Wasser
-------> Salpetersäure + Stickstoffmonoxid
3 NO2 +
H2O ------->
2 HNO3 +
NO
Das dabei anfallende Stickstoffmonoxid
wird nach Schritt 2 wieder zu Stickstoffdioxid oxidiert. Eine moderne Anlage
kann täglich bis zu 1200 Tonnen Salpetersäure herstellen.
Weitere Informationen:
Salpetersäure
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