ハーバー・ボッシュ法

ハーバー・ボッシュ法は、ドイツのハーバーによって基礎が確立され、ボッシュとともに工業化に成功したアンモニアの工業的製法のことです。

体積比（物質量比）で窒素：水素＝１：３の比率の混合気体を、高温（500℃）・高圧（200～350気圧）の条件下で反応させる方法になります。

触媒としては、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）などの鉄系触媒に酸化アルミニウム、カリウムなどの助触媒を加えたものを用います。

現在ではこの方法に対して多くの改良法が存在しますが、基本的なところはほとんど同じです。


ここでアンモニアの反応ですが、

　Ｎ2　＋　３Ｈ2　⇔　２ＮＨ3　（＋92 kJ）

で示される典型的な可逆反応です。

平衡理論より、（発熱反応なので）反応温度が低く、圧力が高いほど（反応が右向きに進むことになり）、アンモニアの生成率は高くなります。

その一方で、温度を下げると反応速度が遅くなる（活性化エネルギーを超えるものが少なくなる）ので、工業的に高収率を得るためには適当な温度と圧力の選択が重要となります。

また同時に、活性化エネルギーを下げるための触媒の選択も重要な要素です。
（ハーバー・ボッシュ法の検討の過程では、2500種近い触媒を試したといわれています）。


空気中の窒素からアンモニアの合成が可能となったことによって、肥料としての窒素化合物を大量に供給することが可能になり、食料の増産につながりました。

ハーバー・ボッシュ法は、20世紀における偉大な発明のひとつといえますね。