عملية هابر وعملية كونتاكت
| English | العربية |
|---|---|
| yield/jiːld/ | yield |
| Haber process/ˈheɪbə ˈprəʊses/ | عملية هابر |
| ammonia/æˈməʊnɪə/ | أمونيا |
| catalyst/ˈkætəlɪst/ | المحفز |
| compromise/ˈkɒmprəmaɪz/ | التوفيق |
| Contact process/ˈkɒntækt ˈprəʊses/ | عملية كونتاكت |
توازن يغذي العالم
- تتوازن هذه العمليات الصناعية بين العائد، المعدل والتكلفة.
- تستخدم مبدأ لوشاتيليه لاختيار الظروف.
- كلا التفاعلين طارد للحرارة.
تجمع عملية هابر النيتروجين والهيدروجين لإنتاج ______.
N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃.
عملية هابر
- تصنع الأمونيا: $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightleftharpoons 2\text{NH}_3$ (طارد للحرارة).
- الظروف: حوالي $450\,°\text{C}$، $200\ \text{atm}$، محفز الحديد.
- درجة حرارة منخفضة ستعطي المزيد من الأمونيا، لكن ببطء شديد — لذا تُعدّ درجة حرارة معتدلة حلاً وسطاً.
عائد عملية هابر: المزيد من الأمونيا عند انخفاض درجة الحرارة وارتفاع الضغط
عمليتا هابر وكونتاكت
حل وسط: الإنتاجية مقابل المعدل
الضغط العالي يعزز الإنتاجية؛ والدرجة العالية تسرع التفاعل لكنها تقلل الإنتاجية — وهو حل وسط.
تصنع عملية هابر:
تصنع عملية هابر الأمونيا: N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ (طارد للحرارة).
لماذا تُستخدم درجة حرارة معتدلة (~450 °C) في عملية هابر؟
التفاعل طارد للحرارة، لذا يفضل انخفاض درجة الحرارة الإنتاجية لكنه بطيء جدًا؛ ~450 °C توازن بين الإنتاجية والمعدل.
زيادة الضغط تزيد إنتاجية الأمونيا في عملية هابر لأن:
4 جزيئات غازية تصبح 2، لذا يزيح الضغط العالي الاتزان نحو الأمونيا.
عملية التلامس
- تصنع أكسيد الكبريت ثلاثي: $2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \rightleftharpoons 2\text{SO}_3$ (طارد للحرارة).
- الشروط: حوالي $450\,°\text{C}$، بالقرب من $1$–$2\ \text{atm}$، محفز أكسيد الفاناديوم(V).
تُصنع الأمونيا للأسمدة بواسطة عملية هابر، وهي توازن رئيسي
ما هو المحفز المستخدم في عملية كونتاكت؟
تستخدم عملية كونتاكت (2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃) محفزًا من أكسيد الفاناديوم(V).
طابق كل عملية بحقائقها.
يربط كل بند المصطلح بمعناه الصحيح.
لماذا الظروف المتوسطة؟
- تستخدم عملية هابر ~450 °C و~200 atm: حل وسط بين العائد والمعدل والتكلفة.
- درجة حرارة أقل ستعطي المزيد من الأمونيا لكنها بطيئة جداً.
لقد فهمت الأمر
- كلتا العمليتين توازن العائد + المعدل + التكلفة (لوشاتيليه)، وكلاهما طارد للحرارة
- هابر: $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightleftharpoons 2\text{NH}_3$؛ ~450 °C، 200 atm، محفز الحديد (درجة حرارة معتدلة = حل وسط)
- التلامس: $2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \rightleftharpoons 2\text{SO}_3$؛ ~450 °C، 1-2 atm، محفز V₂O₅