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FamosaProceso Ostwald
4 NH₃ + 5 O₂ →(Pt) 4 NO + 6 H₂O; 2 NO + O₂ → 2 NO₂; 3 NO₂ + H₂O → 2 HNO₃ + NO
¿En qué consiste esta reacción?
El proceso Ostwald produce ácido nítrico industrial a partir del amoniaco. Junto con Haber-Bosch (que produce NH₃), permite fabricar masivamente fertilizantes nitrogenados y explosivos. Más del 95% del HNO₃ mundial sigue este proceso.
Mecanismo de la reacción
Tres etapas: 1) Oxidación catalítica del NH₃ a NO sobre malla de Pt-Rh a ~900 °C. 2) Oxidación del NO a NO₂ en aire. 3) Absorción del NO₂ en agua dando HNO₃ y NO (que se recicla).
Condiciones necesarias
Etapa 1: ~900 °C, 5-10 atm, catalizador Pt-Rh (90/10). Etapas siguientes: 50-80 °C, presión atmosférica.
Termodinámica y energía
Globalmente exotérmica. La oxidación de NH₃ es muy exotérmica.
Aplicaciones
Fertilizantes nitrogenados
Nitrato amónico, urea, nitrato de calcio. Producción mundial >60 millones de toneladas/año.
Explosivos
TNT, nitroglicerina, dinamita. Industria militar y minera.
Síntesis orgánica
Nitración de compuestos aromáticos.
Errores frecuentes en exámenes
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Operar el catalizador a temperatura demasiado alta: degradación del Pt.
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No usar exceso de aire en la absorción: rendimiento bajo.
Seguridad y manejo
NH₃ es tóxico; NO₂ es muy tóxico y rojo-marrón. El HNO₃ concentrado es altamente corrosivo. Las plantas Ostwald requieren controles ambientales estrictos.
Curiosidades
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Wilhelm Ostwald la desarrolló en 1902 (Nobel 1909).
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Antes del proceso, el HNO₃ se hacía a partir de nitratos naturales (salitre chileno).
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Combinado con Haber-Bosch revolucionó la agricultura mundial.