氨的发现与制取

氨的发现与制取主讲教师：王静FoundationofChemicalApparatusCONTENTS氨的发现01.氨的制取02.课题引入

氮肥对农药生产的重要性就相当于鱼儿离不开水。第一次世界大战之前，欧洲的氮肥主要来自智利硝石（NaNO3）。当时估计1925年硝石将会采光，收成将会一落千丈。因此，设法要把大气里的氮变成氮肥，保证粮食生产彻底消除饥荒迫在眉睫。01合成氨催化剂优化后来德国的化学工程师博施找到了理想的铁催化剂来合成氨。氨的发现1754年，发现氨J.普里斯特利(Priestley)加热氯化铵和石灰混合物，发现了氨。1784年，确定氨的组成C.L.伯托利(Berthollet)第一个以相当高的精确度证明了氨是由氮和氢组成。1904年，初步合成氨哈伯进行实验，合成了少量的氨，后来他经过反复的研究，通过高温、高压、催化剂合成了氨。0103020401氨的发现英国化学家。1733年3月13日生于约克郡兹市郊区的菲尔德黑德农庄，1804年2月6日卒于美国宾夕法尼亚州诺森伯兰。1765年获爱丁堡大学法学博士学位。他的职业是牧师（神学家），化学只是他的业余爱好。1766年当选为英国皇家学会会员。1782年当选为巴黎皇家科学院的外国院士。早在1771年，普利斯特里把硝石加热对，已经制得了氧气。他在题为“各种空气的观察”一文中，曾提到：“在我从硝石得到的一定量（的空气）中，不仅蜡烛能点燃，而且火焰增大，还听到了响声，好像硝石在明火中烧爆的声音。”但由于他当时把这种气体，混同于一般空气，所以未能发现氧。普利斯特里认为空气是单一的气体，助燃能力之所以不同，其区别仅在于其中含燃素量的不同。从汞烧渣中分解出来的是新鲜的、不含一点燃素的空气，所以吸收燃素的能力和助燃能力都特别强。因此他把这种气体叫做“脱燃素空气”。而寻常的空气，由于经过动物呼吸、植物的燃烧和腐烂，已经吸收了不少燃素，所以助燃能力就差了：一旦空气被燃素饱和，那么它就不再助燃，变成“被燃素饱和了的空气”（指氮气）或叫“燃素化空气”。01氨的发现弗里茨·哈伯及其实验装置弗里茨·哈伯，德国化学家，1868年12月9日出生在德国西里西亚布雷斯劳（现为波兰的弗罗茨瓦夫）的一个犹太人家庭。1909年，成为第一个从空气中制造出氨的科学家，使人类从此摆脱了依靠天然氮肥的被动局面，加速了世界农业的发展，因此获得1918年瑞典科学院诺贝尔化学奖。1908年7月，德国化学家弗里茨·哈伯在实验室用N2和H2在600℃、200个大气压，以锇为催化剂的条件下合成了氨，虽然产率仅有8%，却也是一项重大突破。并成功地设计了原料气的循环工艺，这就是合成氨的哈伯法。1913年，德国当时最大的化工企业——巴登苯胺和纯碱制造公司，组织了以化工专家波施为首的工程技术人员将哈伯的设计付诸实施，进行了多达6500次试验，测试了2500种不同配方的催化剂后，最后选定了含铅镁促进剂的铁催化剂，将哈伯的合成氨设想变为现实，一个日产30吨的合成氨工厂建成并投产。01氨的发现卡尔‧博施1874年8月27日出生于德国科隆，从1894年到1896年就读于查诺顿堡的工业学院（现在的柏林工业大学）与莱比锡大学化学系，1898年毕业，1899年开始在BASF公司工作。他比较感兴趣的是有关固氮的问题，且他在这领域的第一个实验室利用金属氰化物和氮化物来完成的。而1907年后他开始了一个小规模实验性工厂生产氰化钡的化合物。1908年时，博施在BASF开始有了真正大规模的工作，主要是弗里茨‧哈伯所研究出的利用高压方式合成氨的过程，而他被赋予的任务是要去开发一个能够在大规模工厂生产的流程，而这项任务包括厂房和设备的设置，且必須能够承受高温高压的环境，哈伯的含锇催化剂中不得采用便宜且更容易使用的物质代替。博施和他的合作研究人员发现了可使用纯铁以及其他某些添加剂来解决此问题。但是除此之外还必须解决是高压炉的制造，希望能以便宜的方式来制造和清洁合成时所得到的氨气。这些经过努力都得到了解决。氨的制取021898年弗兰克(A．Frank)等人发现。碳化钙加热时与氮气反应生成氰氨化钙，氰氨化钙在200℃下碱性介质中水解成氨。（一）氰氨法1905年，德国化学家F·哈伯(Haber)最终证实了氢气和氮气在一定条件高压、高温和有催化剂存在时，（锇催化剂、17.5-20MPa、500-600℃）下能直接合成氨，出口氨达6%。（二）直接合成法氨的发现氨的制取小结（一）氰氨法1754年，加热氯化铵