Processo de Ostwald

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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).[1]

Descrição[editar | editar código-fonte]

O processo ocorre em dois estágios, em que, no primeiro, é formado o óxido nítrico, e, no segundo, finalmente é obtido o ácido nítrico.[2]

Fase 1[editar | editar código-fonte]

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[3]) para a formação do óxido nítrico (NO) e vapor de água. Essa reação é exotérmica.

Fase 2[editar | editar código-fonte]

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:

O NO é reciclado e o ácido é concentrado por destilação.

Esquematização do processo

Como alternativa, se o último passo for realizado no ar:

As condições típicas para o primeiro estágio, que contribuem para um rendimento geral de cerca de 98%, são:

Uma eventual complicação que pode ocorrer na primeira etapa envolve a reversão do óxido nítrico de volta ao nitrogênio:

Essa é uma reação secundária minimizada pela redução do tempo de contato das misturas gasosas com o catalisador.[4]

Reação global[editar | editar código-fonte]

A reação geral resume todo o processo, considerando as etapas anteriores:

Alternativamente, se o último passo for realizado no ar, desconsiderando o estado físico da água, a reação geral será:

Referências[editar | editar código-fonte]

  1. Connor, H (1967). «The Manufacture of Nitric Acid». Platinum Metals Review. Consultado em 24 de novembro de 2019 
  2. Ostwald, Wilhelm (1903). «Improvements in and relating to the Manufacture of Nitric Acid and Oxides of Nitrogen.». Instituto Europeu de Patentes. Consultado em 24 de novembro de 2019 
  3. King, R. Bruce (2005). Encyclopedia of inorganic chemistry 2ª ed ed. Chichester, West Sussex, England: Wiley. ISBN 978-0-470-86078-6. OCLC 60348994 
  4. Weiser, Harry B., (2009). Inorganic colloid chemistry. 1 The colloidal elements. 1 [Reprint.] ed. New York: Wiley. ISBN 978-1-4067-1303-9. OCLC 1074624791 

Ligações externas[editar | editar código-fonte]