Proses Ostwald adalah metode yang digunakan untuk produksi industri asam nitrat, dipatenkan oleh ahli kimia Jerman/Latvia Willhelm Ostwald pada tahun 1902 dan pertama kali diterapkan pada tahun 1908. Dalam proses ini, asam nitrat disintesis dengan oksidasi amonia. Sebelum pengenalan proses Ostwald, semua asam nitrat diproduksi dengan menyuling sendawa — natrium nitrat (NaNO3) atau kalium nitrat (KNO3) — dengan asam sulfat pekat. Proses Ostwald sekarang menyumbang semua produksi industri asam nitrat, bahan kimia penting untuk industri pupuk dan bahan peledak.
Sintesis pertama asam nitrat — dengan memanaskan campuran sendawa, tembaga sulfat, dan tawas — umumnya dikaitkan dengan alkemis Arab Jabir ibn Hayyan Geber sekitar abad ke-8, tetapi ada beberapa ketidakpastian tentang hal ini. Pada pertengahan abad ke-17, kimiawan Jerman Johann Rudolf Glauber menghasilkan asam dengan menyuling sendawa dengan asam sulfat. Asam nitrat menarik terutama karena kemampuannya untuk melarutkan sebagian besar logam sampai ditemukannya nitrogliserin pada tahun 1847. Segera setelah titik ini, dengan dibukanya berbagai bahan peledak baru yang dibuat oleh nitrasi senyawa organik, asam nitrat — dan pendahulunya, sendawa — sangat diminati. Sampai awal abad ke-20, semua produksi asam nitrat berasal dari sendawa.
Pada tahun 1901, Willhelm Ostwald, seorang ahli kimia Jerman yang lahir di Latvia, mengembangkan metode sintesis asam nitrat dari oksidasi amonia dengan katalisis. Prosesnya berlangsung dalam tiga langkah. Pertama, campuran satu bagian gas amonia (NH3) dan 10 bagian udara dimasukkan ke dalam ruang katalitik di mana, pada suhu 1292 hingga 1472 °F (700 hingga 800 °C) dan menggunakan katalis platina, amonia bergabung dengan oksigen (O2) untuk menghasilkan oksida nitrat (NO): 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O. Kedua, di ruang oksidasi, pada suhu 122 °F (50 °C), oksida nitrat digabungkan dengan oksigen untuk menghasilkan nitrogen dioksida: 2NO + O2 → 2NO2. Akhirnya, di ruang absorpsi, nitrogen dioksida dilarutkan dalam air, menghasilkan asam nitrat (HNO3) dan oksida nitrat, yang kemudian dapat didaur ulang: 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO.
Proses Ostwald menghasilkan asam nitrat sebagai larutan berair dengan konsentrasi sekitar 60%. Dengan distilasi, konsentrasi ditingkatkan menjadi 68.5%, memberikan asam nitrat tingkat reagen yang digunakan untuk sebagian besar tujuan. Asam ini adalah azeotrop asam nitrat dan air, yang berarti bahwa kedua senyawa mendidih pada suhu yang sama — 251.6 °F (122 °C), sehingga tidak dapat dipekatkan lebih lanjut dengan distilasi sederhana. Jika konsentrasi yang lebih tinggi diperlukan, mereka dapat diperoleh dengan distilasi dengan asam sulfat pekat – yang menyerap air – atau langsung dengan kombinasi nitrogen dioksida, air dan oksigen pada tekanan tinggi.
Proses kimia ini akan mengurangi ketergantungan pada cadangan sendawa yang semakin berkurang, tetapi membutuhkan sumber amonia, yang pada saat itu tidak tersedia dalam jumlah besar. Masalah amonia diselesaikan dengan pengembangan proses Haber, di mana senyawa ini disintesis menggunakan nitrogen atmosfer dan hidrogen dari gas alam. Proses Ostwald dengan cepat mengambil alih sebagai sarana utama produksi asam nitrat.
Kedua proses industri di antara mereka memungkinkan produksi asam nitrat murah dalam jumlah besar. Hal ini pada gilirannya menyebabkan peningkatan produktivitas pertanian, karena pupuk nitrat dapat diproduksi dengan murah dalam jumlah besar. Namun, itu juga memperpanjang Perang Dunia I, karena Jerman — terputus dari sebagian besar pasokan sendawa selama perang — mampu terus memproduksi bahan peledak dalam jumlah besar.