Kadang-kadang disebut kemajuan teknologi terpenting abad ke-20, proses Haber-Bosch memungkinkan sintesis massal amonia (NH3) yang ekonomis dari nitrogen dan hidrogen. Ini dikembangkan sedikit sebelum Perang Dunia I oleh Fritz Haber dan Carl Bosch, yang ahli kimia Jerman. Haber memenangkan Hadiah Nobel untuk Kimia pada tahun 1918 untuk penemuannya, dan Bosch berbagi Hadiah Nobel dengan Friedrich Bergius pada tahun 1931 untuk karyanya pada reaksi kimia tekanan tinggi. Sebuah rahasia nasional Jerman pada awalnya, kimia dan teknik di balik sintesis efektif amonia menyebar ke seluruh dunia selama 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 yang sangat tinggi: 200-400 atmosfer. Selain tekanan tinggi, proses ini juga menggunakan suhu tinggi sekitar 750 °-1,200 ° Fahrenheit (sekitar 400 ° -650 ° Celcius). Efisiensi reaksi adalah 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 buatan nitrat sedang diteliti karena kekhawatiran bahwa pasokan nitrogen tetap dunia menurun dengan cepat dibandingkan dengan permintaan. Nitrogen dalam bentuk gas atmosfer yang tidak aktif sangat berlimpah, tetapi senyawa nitrogen “tetap” yang berguna untuk pertanian lebih sulit didapat pada waktu itu. Operasi pertanian membutuhkan jumlah nitrogen tetap yang bebas 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 tentang penurunan pasokan senyawa nitrogen.
Proses Haber-Bosch memberikan solusi untuk kekurangan nitrogen tetap. Dengan menggunakan tekanan yang sangat tinggi dan katalis yang sebagian besar terdiri dari besi, bahan kimia penting yang digunakan baik dalam produksi pupuk maupun bahan peledak dibuat sangat mudah diakses oleh Jerman, sehingga memungkinkan negara tersebut untuk terus berperang dalam Perang Dunia I. Seperti proses Haber-Bosch bercabang dalam penggunaan global, itu menjadi prosedur utama yang bertanggung jawab untuk 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 itu menopang sekitar 40 persen populasi bumi.