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Processo de Ostwald na indústria química

Em 1901, Wilhelm Ostwald desenvolveu um método de síntese de ácido nítrico a partir da oxidação de amoníaco por catálise.

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químico alemão Willhelm OstwaldO processo de Ostwald é um método utilizado para a produção industrial de ácido nítrico, patenteado por químico alemão Willhelm Ostwald, em 1902, e implementado pela primeira vez em 1908. Neste processo, o ácido nítrico é sintetizado pela oxidação de amoníaco. Antes da introdução do processo de Ostwald, todo o ácido nítrico era produzido por destilação salitre - nitrato de sódio (NaNO3) ou nitrato de potássio (KNO3) - com ácido sulfúrico concentrado. O processo Ostwald agora é responsável por toda a produção industrial de ácido nítrico, um suprimento químico fundamental para as indústrias de fertilizantes e explosivos.

A primeira síntese de ácido nítrico - por aquecimento de uma mistura de salitre sulfato de cobre e alumínio - é geralmente atribuída ao alquimista árabe Jabir ibn Hayyan Geber no século oitavo, mas há alguma incerteza sobre isso. Em meados do século 17, o químico alemão Johann Rudolf Glauber produziu o ácido por destilação salitre com ácido sulfúrico. O ácido nítrico foi de interesse, principalmente devido à sua capacidade de dissolver a maioria dos metais até a descoberta, em 1847, da nitroglicerina. Logo após este ponto, com a abertura de uma nova gama de explosivos feitos por nitração de compostos orgânicos, o ácido nítrico - e seu precursor salitre - eram muito procurados. Até o início do século 20, toda a produção de ácido nítrico foi de salitre.

O processo Ostwald envolve a reação de amoníaco com o oxigênio para produzir dióxido de azoto.

                           O processo Ostwald envolve a reação de amoníaco com o oxigênio para produzir dióxido de azoto.

Em 1901, Wilhelm Ostwald desenvolveu um método de síntese de ácido nítrico a partir da oxidação de amoníaco por catálise. O processo tem três etapas. Em primeiro lugar, uma mistura de uma parte de gás amoníaco (NH3) e 10 partes de ar são inseridos dentro da câmara catalítica, onde, a uma temperatura de 700 a 800 ° C. Usando um catalisador de platina, o amoníaco se combina com o oxigênio (O2) para produzir o óxido nítrico (NO): 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O. Em segundo lugar, na câmara de oxidação, a uma temperatura de 50 ° C, o óxido nítrico é combinado com o oxigênio para produzir dióxido de azoto: 2NO + O2 → 2NO2. Finalmente, na câmara de absorção, o dióxido de azoto é dissolvido em água, resultando no ácido nítrico (HNO3) e óxido nítrico, que pode então ser reciclado: 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO.
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O processo de Ostwald produz ácido nítrico como uma solução aquosa de cerca de 60% de concentração. Por destilação, a concentração é aumentada para 68,5%, dando ao ácido nítrico o grau reagente que é usado para a maioria das finalidades. Este ácido é um azeótropo de ácido nítrico e água, o que significa que ferve dois compostos à mesma temperatura (122 ° C), e por isso não pode ser adicionalmente concentrado por destilação simples. Se as concentrações mais elevadas são necessárias, eles podem ser obtidos por meio de destilação com ácido sulfúrico concentrado - que absorve a água -, ou diretamente pela combinação de água dióxido de azoto e oxigênio.


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