O processo de Ostwald é um processo químico de síntese de ácido nítrico (HNO3). Wilhelm Ostward desenvolveu esta técnica e patenteou-a em 1902. É usada extensivamente pela indústria química, estando envolvida na síntese da maioria dos tipos de fertilizantes. O processo de Ostward é similar, tanto do ponto de vista histórico como prático, ao processo de Haber, o qual produz amoníaco (NH3), a matéria-prima desta técnica.
Descrição
Amoníaco é convertido a ácido nítrico em dois passos. Primeiro, este é oxidado aquecendo-o com oxigénio na presença de um catalisador, e.g. platina com 10% ródio, para formar óxido nítrico / dióxido de azoto e água sob a forma de vapor. Esta reacção é extremamente exotérmica, pelo que, uma vez iniciada, esta fornece calor suficiente para manter a reacção.
4 NH3 (g) + 5 O2 (g) → 4 NO (g) + 6 H2O (g) (ΔH = −905.2 kJ/mol)
O segundo passo envolve duas reacções e é realizado num dispositivo de absorção contendo água. O óxido nítrico é oxidado de novo para formar dióxido de azoto. Este gás é depois absorvido pela água, reagindo com esta e formando ácido nítrico sob a forma de solução aquosa diluída, enquanto que parte é reduzida de novo a óxido nítrico:
2 NO (g) + O2 (g) → 2 NO2 (g) (ΔH = −114 kJ/mol)
3 NO2 (g) + H2O (l) → 2 HNO3 (aq) + NO (g) (ΔH = −117 kJ/mol)
O óxido nítrico é reciclado e o ácido é concentrado por destilação.
Normalmente, e para obter um rendimento na ordem dos 98%, o primeiro passo é realizado sob as seguintes condições:
- pressão entre 4 e 10 atmosferas (410 – 1000 kPa);
- temperatura entre 870 e 1073 K (600 – 800 ºC).
A principal complicação que se pode ter no primeiro passo é a reversão do óxido nítrico a azoto molecular:
4 NH3 + 6 NO → 5 N2 + 6 H2O
Esta reacção secundária pode ser minimizada através do controlo do tempo a que a mistura gasosa está em contacto com o catalisador.
Fonte: Wikipédia