Ostwald-processen är en metod som används för industriell framställning av salpetersyra, patenterad av den tysk/lettiske kemisten Willhelm Ostwald 1902 och implementerad första gången 1908. I denna process syntetiseras salpetersyra genom oxidation av ammoniak. Före införandet av Ostwald-processen framställdes all salpetersyra genom att destillera salpeter – natriumnitrat (NaNO3) eller kaliumnitrat (KNO3) – med koncentrerad svavelsyra. Ostwald-processen står nu för all industriell produktion av salpetersyra, en kemikalie som är avgörande för gödsel- och sprängämnesindustrin.
Den första syntesen av salpetersyra – genom att värma upp en blandning av salpeter, kopparsulfat och alun – tillskrivs i allmänhet den arabiske alkemisten Jabir ibn Hayyan Geber någon gång på 8-talet, men det råder viss osäkerhet om detta. I mitten av 17-talet framställde den tyske kemisten Johann Rudolf Glauber syran genom att destillera salpeter med svavelsyra. Salpetersyra var av intresse främst på grund av dess förmåga att lösa upp de flesta metaller fram till upptäckten, 1847, av nitroglycerin. Strax efter denna tidpunkt, med öppnandet av en ny serie sprängämnen gjorda genom nitrering av organiska föreningar, var salpetersyra – och dess föregångare, salpeter – mycket efterfrågade. Fram till tidigt 20-tal skedde all salpetersyraproduktion från salpeter.
År 1901 utvecklade Willhelm Ostwald, en tysk kemist född i Lettland, en metod för att syntetisera salpetersyra från oxidation av ammoniak genom katalys. Processen sker i tre steg. Först matas en blandning av en del ammoniakgas (NH3) och 10 delar luft in i den katalytiska kammaren där, vid en temperatur på 1292 till 1472 °F (700 till 800 °C) och med användning av en platinakatalysator, ammoniaken kombineras med syre (O2) för att producera kväveoxid (NO): 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O. För det andra, i oxidationskammaren, vid en temperatur av 122 °F (50 °C), kombineras kväveoxid med syre för att producera kvävedioxid: 2NO + O2 → 2NO2. Slutligen, i absorptionskammaren, löses kvävedioxiden i vatten, vilket ger salpetersyra (HNO3) och kväveoxid, som sedan kan återvinnas: 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO.
Ostwald-processen producerar salpetersyra som en vattenlösning med cirka 60 % koncentration. Genom destillation ökas koncentrationen till 68.5 %, vilket ger den reagensgradiga salpetersyra som används för de flesta ändamål. Denna syra är en azeotrop av salpetersyra och vatten, vilket betyder att de två föreningarna kokar vid samma temperatur – 251.6 ° F (122 ° C), och därför kan den inte koncentreras ytterligare genom enkel destillation. Om högre koncentrationer krävs kan de erhållas genom destillation med koncentrerad svavelsyra — som absorberar vattnet — eller direkt genom kombinationen av kvävedioxid, vatten och syre vid högt tryck.
Denna kemiska process skulle minska beroendet av minskande salpeterreserver, men krävde en ammoniakkälla, som vid den tiden inte var lättillgänglig i stora mängder. Ammoniakproblemet löstes genom utvecklingen av Haber-processen, där denna förening syntetiserades med hjälp av atmosfäriskt kväve och väte från naturgas. Ostwald-processen tog snabbt över som det huvudsakliga sättet att producera salpetersyra.
Dessa två industriella processer mellan dem möjliggjorde billig produktion av salpetersyra i enorma mängder. Detta ledde i sin tur till ökad jordbruksproduktivitet, eftersom nitratgödselmedel kunde tillverkas billigt i bulkmängder. Det förlängde emellertid också första världskriget, eftersom Tyskland – avskuret från de flesta leveranser av salpeter under kriget – kunde fortsätta att producera sprängämnen i stora mängder.