Химия

 


 

Производство

Сырье и энергия
Сера и серная кислота
Связанный азот
Удобрения и химикаты
Силикаты
Кислоты щелочи хлор
Металлы
Алюминий
Чугун и сталь
Полупроводники
Топливо
Органический синтез
Синтетические соединения
История химии
Химия земли
Химия и научно-технический прогресс



Яндекс.Метрика

Удобрения

Без них немыслимо сколько-нибудь современное сельское хозяйство. Для того чтобы в конце века поднять уровень сельскохозяйственного производства во всем мире до уровня развитых стран, потребуется, по подсчетам ученых, увеличить мировое производство минеральных удобрений в 5 раз.
Один из главных элементов, вводимых в почву в составе минеральных удобрений,— азот. Если водород, кислород, углерод доставляются растениям с водой и углекислым газом, то азот, без которого невозможен синтез аминокислот и, следовательно, белка, поступает в растения через корневую систему в виде нитратов и иона аммония, которых обычно в почве не хватает. Лишь немногие «счастливчики» — бобовые могут усваивать азот атмосферы за счет симбиоза с клубеньковыми бактериями, поселяющимися на их корнях. Поэтому производство азотных удобрений — это одна из мощнейших отраслей химической промышленности сегодняшнего дня. Большую их часть получают из аммиака, который в свою очередь синтезируют из водорода и азота в присутствии катализаторов при температуре от 400 до 500° С и высоком давлении — от 20 до 30 МПа:
3H2+N2^2NH3—112 кДж
Почему необходимы такие условия? Реакция азота с водородом экзотермическая, число молей образующегося газа меньше, чем для исходной смеси. Следовательно, увеличению выхода аммиака должны способствовать увеличение давления и снижение температуры (согласно принципу Ле Шателье). Однако молекулы азота и водорода довольно прочны, особенно первые. Чтобы их разорвать на атомы, требуется энергия почти в 1000 кДж. Как правило, минимальная энергия, которая требуется, чтобы заставить молекулы реагировать (ее называют энергией активации), тем выше, чем прочнее связи в молекулах исходных веществ. Ведь чтобы возникли новые связи между атомами, т. е. образовалось новое соединение, нужно сначала разорвать или хотя бы сильно ослабить связи в молекулах исходных веществ. Поэтому энергия активации реакции синтеза аммиака довольно велика, и, чтобы заставить эту реакцию протекать с заметной скоростью, необходимо либо поднять температуру, либо использовать катализатор. Температуру сильно поднимать нельзя — уменьшается выход аммиака. Остается использовать катализатор.
На реакцию синтеза каталитически действуют многие металлы: марганец, железо, родий, вольфрам, осмий, рений, платина, уран и др., т. е. элементы, имеющие незастроенные d- и /-подуровни. Из них наиболее активными являются железо, рений, осмий и уран. Но добыча многих из них пока обходится дорого. Поэтому в промышленности применяется железный катализатор, который стоек к перепадам температур и достаточно активен. К катализатору добавляют промоторы или активаторы
А120з, КгО, СаО и Si02 — вещества, повышающие активность, хотя и не всегда обладающие каталитическими свойствами.
Даже наилучшие катализаторы, которыми располагает современная химическая технология, не позволяют провести синтез аммиака при невысокой температуре. Поэтому приходится повышать давление, а следовательно, усложнять аппаратуру, чтобы сместить равновесие реакции в нужную сторону.



Меню раздела

Химия шагает в ногу
Скачок в развитии
Появление огня
Каменный век
Железный век
Бальзамирование
Алхимия
Средние века
Атомная энергетика для судов
Химия помогает овладеть энергией
Достижение научно-технического прогресса
Паровой двигатель
Технические изобретения XIX века
Успехи термодинамики
Изучение электрохимических явлений
Научно-технические и промышленные революции
В дореволюционной России
Ученые стран СНГ
Химическая наука и промышленность
Химия и глобальные проблемы современности
Сырьевая проблема
Технологии геохимически замкнутого цикла
Поверхностные залежи полезных ископаемых
Дефицит углеводородного сырья
Решение продовольственной проблемы
Мировое сельскохозяйственное производство
Удобрения
Необходимость внесения азотных удобрений
Механизм процесса фиксации азота
Направление развития удобрений
Пестициды
Химические анализы
Область применения химических средств борьбы за урожай
Химические средства борьбы с вредителями
Проблема полноценного белка в пище
Азотсодержащие добавки к кормам
Полученные биомассы путем микробиологического синтеза
Продовольственная программа России и химия
Комплексная программа химизации
Эффективность апатитового производства
Перспективы химизации
Внесение в почву азотных удобрений
Методы генной инженерии
Безотходная технология
Повышение продуктивности
Биорегуляторы
Интегрированная система защиты растений
Стратегия односторонней интенсификации
Значение селекции
Генераторы регулируемой газовой среды
Создание новых видов пищевых продуктов
Потребители органического топлива
Способы получения горючих продуктов
Производство автомобильного топлива
Конкурентоспособность электролиза
Энергия Солнца
Окисление топлива
Энергетические программы
Развитие теплоэнергетики
Долгосрочная энергетическая программа
Решение энергетической проблемы
Коррозия
Биологическая технология
Оборот отходов производства и потребления
Экологическая проблема и пути ее решения
Загрязнение
Решение проблем окружающей среды
Очистка воздуха и жидкостей
Химия создает материалы
От руды до металла
Восстановление металлов
Щелочные металлы
Благородные металлы
Хлорирующий обжиг
Гидрометаллургические методы
Путь к чистоте
Методы рафинирования металлов
Отделение металла от примесей
Зонная очистка
Интерметаллические соединения и сплавы металлов
Валентные соединения
Растворение золота и серебра в ртути
Типы сплавов цветных металлов
Химия в освоении космоса
Неорганическое материаловедение
Техника армирования цемента
Свойства кристаллического твердого тела
Коэффициент термического расширения
Композиты
Синтетические полимеры
Свойства композиционных материалов
Потребители технической керамики
Химические профессии
Химия вокруг нас
Профессии типа «человек — техника»
Аналитическая химия
Методы фотоэлектрической спектроскопии
Профессии типа «человек — природа (вещество)»
Инженеру-технологу по рекуперации вторичных материалов
Химические аспекты профессий
Работа фотографа
Профессии типа «человек — человек»
Горизонты профессий
Перспективы


 

© 2011 Химическая промышленность
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.