О способах связывания атмосферного азота

[Ruslan_Sharipov]

14 часа назад, yatcheh сказал:

Но зачем тут СО₂ - то? Без него всё шикарно получаеццо!

CH₄ + H₂O + N₂ = CO + 2 NH₃

Но я упрямый, я хочу с углекислым газом. Вот так:

 

3 CO₂ + 2 N₂ + 3 CH₄ = 6 CO + 4 NH₃.

 

Предположим, при какой-то не сверхвысокой температуре и каком-то давлении возможно образование CO и NH₄ в заметных количествах. Расположим все газы в порядке убывания их молекулярной массы: CO₂  >  CO ≈ N₂  >  NH₃  >  CH₄. Реакцию проводим в газовой центрифуге. Тяжёлый газ CO₂ стремится к периферии. Его оттуда отбираем и возвращаем в центрифугу у центра, восполнив израсходованное на реакцию количество CO₂. Газы CO и N₂ отбираем посередине между центром и периферией и возвращаем у центра, по пути CO дожигаем кислородом до CO₂ и восполняем израсходованное на реакцию количество N₂. Метан подаём от периферии и отбираем у центра. Молекулярные массы метана и аммиака близки, поэтому у центра они будут отбираться в виде смеси. Их разделяем в отдельной центрифуге (в этой же центрифуге отделяем возможные побочные продукты реакции CO и NH₃). Метан возвращаем в реакционную центрифугу у периферии. Аммиак - это наш целевой продукт. Обходимся без катализатора. Никаких ступенчатых понижений и повышений температуры реагирующих газов, а также ступенчатого изменения их давления не требуется. Только многократное механическое перемешивание и разделение.

Изменено 2 Марта, 2019 в 09:28 пользователем Ruslan_Sharipov

[N№4]

Современный катализатор рутениевый. Давление снижено до 80 атм, температура ниже 400 С.  Рутений единственный "недорогой" платиновый металл, стоит как серебро.

Изменено 2 Марта, 2019 в 12:26 пользователем N№4

[dmr]

59 минут назад, N№4 сказал:

Современный катализатор рутениевый. Давление снижено до 80 атм, температура ниже 400 С.  Рутений единственный "недорогой" платиновый металл, стоит как серебро.

Но процесс тот же габеровский? 

Азот+водород? 

И каков выход за один проход? 

Больше, меньше чем у железного катализатора? 

В каком виде катализатор? Нанесен на какую то инертную подложку, или как? 

[dmr]

1 час назад, N№4 сказал:

рутениевый

Что то не верится, что 

Цитата

Впитывает водорода в 1 500 раз больше своего объема

Потому что 

Цитата

Плотность:

0,08 (-260°C, г/см³, состояние вещества - кристаллы)
0,07 (-252°C, г/см³, состояние вещества - жидкость)
0,00008988 (20°C, г/см³, состояние вещества - газ)

Не может же поглотить больше чем плотность жидкого водорода 

[yatcheh]

1 час назад, dmr сказал:

Не может же поглотить больше чем плотность жидкого водорода 

 

А почему, собственно? Палладий при 1 атм поглощает 800 объёмов водорода на объём, а при повышенном давлении - ещё больше.

Да что - палладий! В обычном бензине плотность водорода составляет 0.12 г/см^3, а это - больше, чем даже в твёрдом водороде!

[dmr]

Не фига себе. Не знал. Круто же блин.. 

А другие газы почему такой мегапоглощаемостью не отличаются? 

Большие очень? Метан даже большой, или кислород? 

Хотя кислород вроде серебром поглощается, но всё же не так сжимается

Изменено 2 Марта, 2019 в 16:25 пользователем dmr

[yatcheh]

19 минут назад, dmr сказал:

Не фига себе. Не знал. Круто же блин.. 

А другие газы почему такой мпгапоглощаемостью не отличаются? 

Большие очень? Метан даже большой, или кислород? 

Хотя кислород вроде серебром поглощается, но всё же не так сжимается

 

Водород почему и поглощается, что - маленький, легче втиснуться. К тому же раствор в палладии - это фактически гидрид, где молекула водорода разбита на атомы.

Некоторые соли тетрафтораммония на единицу объёма содержит активного фтора больше, чем жидкий фтор. Объём HN3 содержит больше азота, чем жидкий азот Так что, это не уникальное явление.

Изменено 2 Марта, 2019 в 16:29 пользователем yatcheh

[dmr]

Ну как по мне, то содержит, и обратимо ПОГЛОЩАЕТ, это всё же разные вещи

[Максим0]

Народ забыл про двухвалентный ванадий... с ним вообще веселуха - из азота - гидразин!

[Ruslan_Sharipov]

Да Максим, Вы правы. Есть статья Шилов А.Е., Бионеорганическая химия. Фиксация азота, Российский Химический Журнал, 2004, том. XLVIII, № 4, С. 6-11. Там про ванадий и гидразин тоже написано. Но не только. Еще и про титан, ниобий, молибден, тантал в том же ключе. Температуры комнатные или чуть выше, но давление азота - 100 атм. Ванадий не катализатор, а реагент: 4 V(OH)₂ + N₂ + 4 H₂O = 4V(OH)₃ + N₂H₄.

 

 

Изменено 2 Марта, 2019 в 19:10 пользователем Ruslan_Sharipov