Amoníaco

Cuestionario
“ Síntesis de amoniaco “
( por medio del método Haber – Bosch)
Materia : Química industrial I
Profesor : Sánchez Tomas
Alumnas : Gutiérrez Raquel, Paniagua Ailen, Paniagua Abril
Año : 5° Div : 2°
Ciclo lectivo 2022

El proceso
1) ¿Qué reacción ocurre en el proceso Haber – Bosch?
El proceso de haber-Bosch consiste en la reacción de nitrógeno e hidrógeno gaseosos que
formar amoniaco, través de altas temperaturas y alta presión.
2) ¿Qué gases perjudican al catalizador?
Los gases que pueden perjudicar al catalizador son; CO , CO2, los gases de S.
3) ¿ Qué se usa como catalizador?
El catalizador más común es el Hierro es una gran área superficial preparado especialmente
contiene rastros de potasio, aluminio, calcio ,magnesio, cilicio y oxígeno.
4) ¿Cómo se cuida dicho catalizador?
Es muy importante eliminar las impurezas de los reactivos en la alimentación del proceso. Los
compuestos de azufre reaccionan con particular eficacia con la superficie del catalizador y lo
desactivan por formación de una capa del sulfuro del metal.
5) ¿ A qué presiones se trabaja en el proceso Haber – Bosch y sus variaciones? ¿Por qué?
Los métodos a alta presión más conocidos son los de Claude (1000 atm) y Casale (800atm). A
media presión (200-400 atm) trabajan las instalaciones de Haber-Bosch (las prime-ras), ICI,
NEC y Fauser. A baja presión hay un método llamado de UHDE (95 atm).
6) De intervalos de los valores de presión y temperatura más comunes para este proceso.
Los valores de presión más comunes para este proceso es entre 10Mpa y 100 Mpa, y la
temperatura es de 400°C y 500°C.
7) Dibuje un diagrama del proceso de Haber – Bosch señalando y nombrando cada una de sus
partes y que circula por cada flujo.
8) Explique brevemente el proceso
Este proceso parte de la ecuación del metano . 𝐶𝐻4(𝑔) + 𝐻2𝑂(𝑔) ⇄ 𝐶𝑂(𝑔) + 3𝐻2(𝑔).
En la reacción está presente un catalizador casi siempre níquel, es muy importante eliminar
las impurezas de los reactivos en la alimentación del proceso. Antes de utilizar el metano se
somete a un tratamiento para convertir los compuestos de azufre contaminantes en sulfuro
de hidrogeno , el cual se elimina después haciéndolo pasar por el metano impuro sobre oxido
de zinc ZnO (s) + H2O (g) ----> Zn S (s) + H2O (g) , luego se agrega aire a la mezcla de
monóxido de carbono e hidrogeno que contiene un poco de metano ,mediante el control de
cantidad de metano presente se consigue la cantidad de nitrógeno la q se requieren para
obtener la estequiometria de la reacción de haber Bosch .
𝐶𝐻4(𝑔) +1/2 𝑂2(𝑔) + 2𝑁2(𝑔) ⇄ 𝐶𝑂(𝑔) + 2𝐻2(𝑔) + 2𝑁2(𝑔)(4)
La 3ra etapa implica la oxidación del CO a CO2 por medio de vapor de agua.
𝐶𝑂(𝑔) + 𝐻2𝑂(𝑔) ⇄ 𝐶𝑂2(𝑔) + 𝐻2(𝑔), este proceso de desplazamiento de gas de agua es a
temperaturas más bien bajas 350°c porque es exotérmico. El CO2 se puede eliminar por
muchos métodos, es muy soluble en agua y el muchos otros disolventes . La solución de
bicarbonato de potasio se bombea a Tanques donde se calienta para generar dióxido de
carbono gaseoso puro y solución de carbonato de potasio . El dióxido de carbono se licua a
presión y se vende , el carbonato de potasio se devuelve a la planta procesadora para utilizarlo
de nuevo. Luego de haber obtenido una mezcla de los reactivos puros, nitrógeno e hidrogeno
gaseosos , se tiene las condiciones idóneas para la reacción que produce amoniaco.
1/2 𝑁2(𝑔) +3/2 𝐻2(𝑔) → 𝑁𝐻3(g)
9) ¿ porque se trabaja a alta presión?
Se trabaja a alta presión para "forzar" la reacción hacia la formación de productos (la derecha)
todo esto basado en el principio de Le chátelier.
10) ¿Cómo afecta la temperatura a este proceso?

la constante de equilibrio disminuye si la temperatura aumenta, por lo que se obtendría un
mayor rendimiento de amoníaco si la reacción se lleva a cabo a la menor temperatura posible.
Además, sería ideal realizar a bajas temperaturas ya que en el punto de ebullición del
amoniaco está alrededor de los -33,5°C y por consecuencia medida que se forma se condensa
rápidamente y se elimina cómodamente del sistema; el hidrógeno y el nitrógeno seguirían
siendo gases a esta temperatura. Entonces la reacción se desplazaría desde izquierda a
derecha.
Gasificación del carbón con vapor de agua

1) ¿Cuál es la reacción principal de la obtención del” gas de agua “ por medio de carbón,
también conocido como “gas de Síntesis “? ¿Cómo esta compuesto este gas?
La reacción principal para la obtención del gas de agua es C+ H2O --→ CO + H2.
Y esta compuesto por monóxido de carbono Y hidrogeno molecular.
2) ¿Cuáles son las reacciones secundarias?
Las reacciones secundarias son :
CO + O2 CO2 + 67 kcal
CO + 3 H2 CH4 + H2O + 49 kcal
CO2 + 4 H2 CH4 + 2 H2O + 42 kcal
H2 + O2 H2O + 57 kcal
3) ¿En que condiciones de temperatura se lleva a cabo esta reacción? ¿Por qué?
Esta reacción se lleva a cabo a bajas temperaturas (350°C), porque es exotérmico.
4) De la reacción global para la obtención de H2 por reformado del metano.¿ Esta reacción es
a alta o baja temperatura?
La reacción es la siguiente :
CH4 (g) + H2O (g) ⇄ CO (g) + 3H 2(g)
Esta reacción se lleva a cabo a altas temperaturas 750°C.

Conversión del CO
1) ¿Cómo es la reacción del CO con el vapor del agua? ¿ En que condiciones de temperatura se
da?
CO(g) + H2O(g) ⇄ CO2 (g) +H2 (g) .

Se lleva a cabo a una temperatura más bien alta (350°C) .
2) ¿ Qué catalizadores se usan en la reacción de conversión de CO con H2O?
La solución está en emplear un catalizador, que será tanto mejor cuanto

mayor “velocidad superficial” permita a la menor temperatura posible. Con la ex-
presión
log k = (2232/T) + 0,0836 log T + 0,00022 T + 2,508
se puede calcular la proporción de CO en el gas convertido.
Los catalizadores usuales (Fe2O3 activado con Cr2O3, sobre soporte de Kieselgu-
hr) trabajan entre 350-500°C (k varía entre 20-5) con lo que el gas convertido queda
con aproximadamente un 2% de CO (depende de la concentración de H2O). Parece
que se han conseguido en Inglaterra catalizadores de conversión que pueden traba-
jar a 130°C.
3) ¿Es una reacción endotérmica o exotérmica? ¿entonces el rendimiento aumentará si le

proporcionamos más calor?
La reacción de conversión de CO con H2O es una reacción exotérmica . Si se le proporciona

más calor habría una disminución en el rendimiento de la reacción.
4) Diga V o F y justifique porqué.
A. Si parte del CO queda sin convertir , no nos afecta en nada a la hora de la síntesis del
amoniaco. Por lo que no hay ningún proceso para eliminarlo de la mezcla gaseosa.
Falso , porque el CO que no se elimina con el vapor de agua puede volver a reaccionar con alguno
de los otros productos (H2, N2) ,ya que se trata de un equilibrio . Por esto y a fin de producir más
H2, existen métodos, como la oxidación del monóxido de carbono Y dióxido de carbono por medio
de vapor de agua.

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Ciclo lectivo 2022

2) ¿Qué gases perjudican al catalizador?

3) ¿ Qué se usa como catalizador?

4) ¿Cómo se cuida dicho catalizador?

9) ¿ porque se trabaja a alta presión?

10) ¿Cómo afecta la temperatura a este proceso?

Gasificación del carbón con vapor de agua

2) ¿Cuáles son las reacciones secundarias?

Las reacciones secundarias son :

Esta reacción se lleva a cabo a bajas temperaturas (350°C), porque es exotérmico.

CH4 (g) + H2O (g) ⇄ CO (g) + 3H 2(g)

Esta reacción se lleva a cabo a altas temperaturas 750°C.

CO(g) + H2O(g) ⇄ CO2 (g) +H2 (g) .

2) ¿ Qué catalizadores se usan en la reacción de conversión de CO con H2O?

La solución está en emplear un catalizador, que será tanto mejor cuanto

3) ¿Es una reacción endotérmica o exotérmica? ¿entonces el rendimiento aumentará si le

La reacción de conversión de CO con H2O es una reacción exotérmica . Si se le proporciona

4) Diga V o F y justifique porqué.

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