Processo de Haber-Bosch

O processo de Haber-Bosch é um processo que visa a síntese de amoníaco a partir de diazoto e dihidrogénio no estado gasoso. Os químicos alemães Fritz Haber e Carl Bosch foram galardoados com o Prémio Nobel da Química, respetivamente, em 1918 e 1931, pelo desenvolvimento deste processo.

Mas qual é a história por detrás do desenvolvimento deste processo?

Tudo começou antes da Revolução Industrial, quando os agricultores começaram a compreender as vantagens em adubar os terrenos de cultivo. Na década de 1840, o químico alemão Justus von Liebig apercebeu-se da importância do azoto na fertilização de terrenos agrícolas. No entanto, pelo facto de existirem poucos adubos naturais e ser necessário importar guano  (fezes de aves e morcegos que por serem compostas de amoníaco podem ser utilizadas como fertilizantes) de ilhas do Oceano Pacífico, era necessário encontrar um processo que captasse o azoto atmosférico e o convertesse num composto que pudesse ser utilizado como fertilizante.

Em 1909, quando Fritz Haber conseguiu fixar o diazoto atmosférico em laboratório, esta descoberta foi bastante interessante quer do ponto de vista económico quer militar (dado que o amoníaco podia ser convertido em ácido nítrico- o percursor da pólvora, do TNT  e da nitroglicerina).

Assim, Haber conseguiu produzir amoníaco utilizando ósmio como catalisador e um reator que aguentava uma pressão de 175 atm e uma temperatura de 550 ºC.

Em 1910, Bosch recebeu instruções para industrializar o processo de obtenção de amoníaco e, em 1912, a primeira indústria piloto de obtenção de amoníaco pelo processo Haber-Bosch já produzia uma tonelada de amoníaco por dia. 

O facto de o amoníaco  poder ser convertido em compostos úteis na síntese de explosivos fez com que a sua exploração tivesse ainda mais sucesso ao longo da Primeira Guerra Mundial.

A síntese do amoníaco por este processo pode ser resumida na seguinte equação química:

N₂(g)+3H₂ (g) ⇆ 2 NH₃ (g) ∆H= -96,6 kJ

Condições de equilíbrio do processo:

• Temperatura: A síntese do amoníaco é um processo exotérmico, logo baixas temperaturas favorecem este processo, enquanto que o aumento da temperatura leva a que a reação inversa seja favorecida, de acordo com o Princípio de Le Châtelier. Por outro lado, se a temperatura fosse muito baixa o nº de choques eficazes diminuiria, diminuindo a velocidade da reação, logo uma temperatura média (400-450ºC) é a ideal para este processo.

• Pressão: Como 1 mole de azoto reage com 3 moles de dihidrogénio para originar 2 moles de amoníaco, é possível maximizar a produção de amoníaco (favorecer o sentido direto da reação) se a reação ocorrer em pressões elevadas, no entanto economicamente viáveis (200-300 atm).

• Catalisador: este não afeta o rendimento da reação, porém acelera a velocidade da reação. A catálise deste processo já foi feita com ósmio e urânio, mas mais recentemente com ferro e ruténio.

Fontes: 

https://pt.wikipedia.org/wiki/Guano

https://www.fc.up.pt/pessoas/jfgomes/pdf/vol_1_num_1_26_art_processoHaberBosch.pdf

Adriana Gonçalves 

Adriano Martins
Daniela Rodrigues
Inês Cabrita
    12N2

Universidades portuguesas: um exemplo de uma boa formação na Química

Adrián M.T. Silva é licenciado em Engenharia Química pela Faculdade de Ciências e Tecnologias na Universidade de Coimbra (1999). Também lá tirou o seu doutoramento em Engenharia Química em abril de 2005. Parte da sua tese foi conduzida no Instituto Nacional de Química da Eslovénia, com a supervisão do Prof.ºJanez Levec. Antes da obtenção do seu doutoramento, foi empregado por uma empresa portuguesa (onde trabalhou de junho de 2004 a abril de 2005). Em setembro de 2006, era um pós-doutorado investigador da U. Coimbra e técnico na U. Crete, na Grécia. Após isto, durante dois períodos distintos trabalhou como investigador auxiliar na U. Porto. 
É co-autor de mais de 400 publicações, incluindo 1 livro, 11 capítulos de livros ou em colectâneas com revisão por pares, mais de 130 publicações em jornais e mais de 250 comunicações em processos de conferência. Para além de muitas outras coisas, junta-se ao seu curriculum o facto de ser co-inventor com um pedido de patente. O seu conhecimento é focado na preparação, caracterização e aplicação de nano e macro estruturação de materiais para separação e engenharia de reação. 
Recebeu o prémio "Premio al Investigador Joven" da Ibero-americana Federação das Sociedades de Catálises em setembro de 2016 e "Prémio Ramôa Ribeiro" da Divisão de Catálise e Materiais Porosos em maio do mesmo ano, de entre um total de 9 prémios.
Foi líder de equipas em 8 nacionais e internacionais projetos de investigação e membro em 10 outos projetos.
Desde junho de 2016 que é um dos editores da revista Elsevier Applied Catalysis B: Environmental (considerada a melhor nas categorias de engenharia e meio ambiente.)

Mas... o que é a catálise?

Catalise é a designação dada para o aumento da velocidade de uma reação com recurso a um catalisador.

Os catalisadores são usados na química, bioquímica e na atividade industrial. 

Na química estes são usados em laboratório para que possam ser estudados de modo a permitirem obter avanços científicos ou para que se possa explicar como se comporta determinado catalisador em determinada reação. Na bioquímica associa-se esse conhecimento químico à biologia e assim se pode explicar, a título de exemplo, a função da saliva na digestão ou do suco gástrico. na atividade industrial, como já seria de esperar, "tempo é dinheiro" e cremos não ser necessário termos de nos alongar quanto a isso.

Existem 2 tipos de catálise relativamente à homogeneidade: a homogénea (onde só se verifica uma fase) e a heterogénea (onde se distinguem as 2 fases)

Fonte: https://lsre-lcm.fe.up.pt/person/35

Adriana Gonçalves

AdrianoMartins

Daniela Rodrigues

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12ºN1/N2