miniaturadaimagem|Ácido nítrico 70%. O processo de Ostwald é um processo comercial, inventado por Wilhelm Ostwald e patenteado em 1902, usado para a produção de ácido nítrico (HNO3). O processo utiliza a amônia (NH3), produzida pelo processo de Haber-Bosch. É um dos pilares da indústria química moderna.
O nitrogênio fixado na amônia e ácido nítrico foi a chave para o desenvolvimento da produção de fertilizantes e explosivos. As fontes que originaram a utilização do nitrogênio para a produção de fertilizantes foram o guano e o salitre do Chile (NaNO3).
Descrição O processo ocorre em dois estágios, em que, no primeiro, é formado o óxido nítrico, e, no segundo, finalmente é obtido o ácido nítrico.
Fase 1 A amônia é oxidada por aquecimento, na presença de oxigênio, com um catalisador (como platina com 10% de ródio, platina sobre lã de sílica fundida, cobre ou níquel) para a formação do óxido nítrico (NO) e vapor de água. Essa reação é exotérmica.
4NH3(g) + 5O2(g) -> 4NO(g) + 6H2O(l)
Fase 2 O segundo estágio é realizado em um aparelho de absorção contendo água. Inicialmente, o óxido nítrico é oxidado novamente para produzir dióxido de nitrogênio (NO2). Este gás é absorvido pela água, produzindo o produto desejado (ácido nítrico, embora na forma diluída), enquanto uma parte dele é reduzida, voltando ao óxido nítrico:
2NO(g) + O2(g) -> 2NO2(g)
3NO2(g) + H2O(l) -> 2HNO3(aq) + NO(g)
O NO é reciclado e o ácido é concentrado por destilação. miniaturadaimagem|499x499px|Esquematização do processo Como alternativa, se o último passo for realizado no ar:
4NO2(g) + O2(g) + H2O(l) -> 4HNO3(aq)
As condições típicas para o primeiro estágio, que contribuem para um rendimento geral de cerca de 98%, são:
pressão entre 4 e 10 atm; temperatura entre 600 e 800°C.
Uma eventual complicação que pode ocorrer na primeira etapa envolve a reversão do óxido nítrico de volta ao nitrogênio:
4NH3(g) + 6NO(g) -> 5N2(g) + 6H2O(l)
Essa é uma reação secundária minimizada pela redução do tempo de contato das misturas gasosas com o catalisador.
Reação global A reação geral resume todo o processo, considerando as etapas anteriores:
2NH3(g) + 4O2(g) + H2O(l) -> 3H2O(g) + 2HNO3(aq)
Alternativamente, se o último passo for realizado no ar, desconsiderando o estado físico da água, a reação geral será:
NH3(g) + 2O2(g) -> H2O + HNO3(aq)
Referências
Ligações externas
Processes for the Manufacture of Nitric Acid da International Fertiliser Society (1963)
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