Penjelasan Proses Haber‑Bosch:Merevolusi Sintesis Amonia

Kadang-kadang disebut sebagai kemajuan teknologi paling penting di abad ke-20, proses Haber-Bosch memungkinkan sintesis massal amonia (NH3) dari nitrogen dan hidrogen secara ekonomis. Ini dikembangkan sedikit sebelum Perang Dunia I oleh Fritz Haber dan Carl Bosch, yang merupakan ahli kimia Jerman. Haber memenangkan Hadiah Nobel Kimia pada tahun 1918 atas penemuannya, dan Bosch berbagi Hadiah Nobel dengan Friedrich Bergius pada tahun 1931 atas karyanya tentang reaksi kimia bertekanan tinggi. Sebagai rahasia nasional Jerman pada awalnya, bahan kimia dan teknik di balik sintesis amonia yang efektif menyebar ke seluruh dunia pada tahun 1920-an dan 1930-an.

Tekanan Tinggi, Suhu Tinggi

Amonia penting karena merupakan bahan utama dalam pupuk buatan, yang tanpanya hasil pertanian modern tidak mungkin tercapai. Kadang-kadang disebut proses amonia Haber, proses Haber-Bosch adalah proses kimia industri pertama yang menggunakan tekanan sangat tinggi:200-400 atmosfer. Selain tekanan tinggi, prosesnya juga menggunakan suhu tinggi sekitar 750°-1,200° Fahrenheit (sekitar 400°-650° Celsius). Efisiensi reaksi merupakan fungsi dari tekanan dan suhu; hasil yang lebih besar dihasilkan pada tekanan yang lebih tinggi dan suhu yang lebih rendah dalam kisaran yang diperlukan.

Sejarah

Selama dekade pertama abad ke-20, sintesis nitrat buatan sedang diteliti karena kekhawatiran bahwa pasokan nitrogen tetap dunia menurun dengan cepat dibandingkan dengan permintaan. Nitrogen dalam bentuk gas yang tidak aktif di atmosfer sangat berlimpah, namun senyawa nitrogen “tetap” yang bermanfaat bagi pertanian lebih sulit didapat pada saat itu. Operasi pertanian memerlukan nitrogen tetap dalam jumlah banyak untuk menghasilkan hasil yang baik. Pada awal abad ke-20, semua negara maju di dunia diharuskan mengimpor nitrat secara massal dari sumber terbesar yang tersedia — sendawa (NaNO3) dari Chili — dan banyak ilmuwan khawatir dengan menurunnya pasokan senyawa nitrogen.

Proses Haber-Bosch memberikan solusi terhadap kekurangan nitrogen tetap. Dengan menggunakan tekanan yang sangat tinggi dan katalis yang sebagian besar terdiri dari besi, bahan kimia penting yang digunakan dalam produksi pupuk dan bahan peledak dibuat sangat mudah diakses oleh Jerman, sehingga memungkinkan negara tersebut untuk terus berperang dalam Perang Dunia I. Ketika proses Haber-Bosch meluas ke penggunaan global, proses ini menjadi prosedur utama yang bertanggung jawab atas produksi pupuk kimia.

Produksi Saat Ini

Pada awal abad ke-21, proses Haber-Bosch digunakan untuk memproduksi lebih dari 500 juta ton (453 miliar kilogram) pupuk buatan per tahun. Sekitar 1 persen energi dunia digunakan untuk memproduksinya, dan hal ini menghidupi sekitar 40 persen populasi bumi.

Tentang Mekanika didedikasikan untuk memberikan informasi yang akurat dan dapat dipercaya. Kami dengan hati-hati memilih sumber yang memiliki reputasi baik dan menerapkan proses pemeriksaan fakta yang ketat untuk mempertahankan standar tertinggi. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang komitmen kami terhadap akurasi, baca proses editorial kami.

Michael Anissimov adalah kontributor Tentang Mekanika yang berdedikasi dan membawa keahliannya di bidang paleontologi, fisika, biologi, astronomi, kimia, dan futurisme ke dalam artikelnya. Seorang blogger yang rajin, Michael sangat tertarik dengan penelitian sel induk, pengobatan regeneratif, dan terapi perpanjangan hidup. Pengalaman profesionalnya mencakup bekerja dengan Methuselah Foundation, Singularity Institute for Artificial Intelligence, dan Lifeboat Foundation, yang semakin menunjukkan komitmennya terhadap kemajuan ilmu pengetahuan.