第544章 合成氨

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硝石矿含有硝酸钾和硝酸钠是制造火药的原料，也是农业肥料的重要来源。为此硝石矿的重要性就显现了出来，而目前世界最大的硝石矿来自智利的潘帕斯沙漠。

早些年，因为这片硝石矿智利与周边的秘鲁、玻利维亚爆发了战争。经过一番惨烈的战斗之后，秘鲁与玻利维亚终于认清了事实，将该矿让给了智利。

从此三国走向了不同的道路，而智利也借此成为南美三强之一。可想而知该硝石矿对智利的帮助有多大，也正因为如此，智利也成为大英帝国重要的伙伴之一，硝石矿的销售被英国人所占据。

对于大英帝国垄断硝石矿的销售，其他国家都有不满。大家都不是傻子，哪能不知道其用意。试图垄断火药的原材料，导致各国在武备时必须考虑其的意见。

为此各国一方面向英国人施压，试图从中分一杯羹，一方面也在试图想要找到绕开硝石矿采购的办法。

而在这其中，氨是占据绝对重要的位置。

氨是氮和氢的化合物，常温下是一种无色气体，有强烈的刺激气味，极易溶于水。氨也是制造硝酸、化肥、炸药的重要原料。

既然氨这么有作用，自然研究氨工业化提取的人就不少。

1795年有人试图在常压下进行氨合成，后来又有人在50个大气压下试验，结果都失败了。

19世纪下半叶，物理化学的巨大进展，使人们认识到由氮、氢合成氨的反应是可逆的，增加压力将使反应推向生成氨的方向：提高温度会将反应移向相反的方向，然而温度过低又使反应速度过小；催化剂对反应将产生重要影响。

这实际上就为合成氨的试验提供了理论指导。当时物理化学的权威、德国的能斯特就明确指出：氮和氢在高压条件下是能够合成氨的，并提供了一些实验数据。

法国化学家勒夏特列第一个试图进行高压合成氨的实验，但是由于氮氢混和气中混进了氧气，引起了爆炸，使他放弃了这一危险的实验。

虽然他放弃了，但是依然有人决定继续进行该工作，弗里茨·哈伯就是决定要进行合成氨实验的人。

他的实验有些不同，他从不盲从权威，而是依靠实验来检验。经过一番精准的实验后，哈伯终于证实了能斯特的计算是错误的。

既然是错误的，那么他就需要进行改正。经过长久的实验以及思考之后，哈伯终于得到一个完整的合成氨流程。

首先在炽热的焦炭上方吹入水蒸汽，可以获得几乎等体积的一氧化碳和氢气的混和气体。其中的一氧化碳在催化剂的作用下，进一步与水蒸汽反应，得到二氧化碳和氢气。然后将混和气体在一定压力下溶于水，二氧化碳被吸收，就制得了较纯净的氢气。

同样将水蒸汽与适量的空气混和通过红热的炭，空气中的氧和碳便生成一氧化碳和二氧化碳而被吸收除掉，从而得到了所需要的氮气。

氮气和氢气的混合气体在高温高压的条件下及催化剂的作用下合成氨。

但什么样的高温和高压条件为最佳？

以什么样的催化剂为最好？

这就必须花大力气进行探索了。

经过不断的实验和计算，哈伯终于取得了鼓舞人心的成果。这就是在600℃的高温、200个大气压和锇为催化剂的条件下，能得到产率约为8%的合成氨。

8%的转化率不算高，当然会影响生产的经济效益。哈怕知道合成氨反应不可能达到象硫酸生产那么高的转化率，在硫酸生产中二氧化硫氧化反应的转化率几乎接近于100%。

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