奥斯特瓦尔德法

奥斯特瓦尔德法是一种用于制造硝酸 (HNO3) 的化学工艺。 威廉·奥斯特瓦尔德 (Wilhelm Ostwald) 开发了该工艺，并于 1902 年为其申请了专利。奥斯特瓦尔德法是现代化学工业的中流砥柱，它为最常见的化肥生产提供了主要原材料。 从历史上和实践上看，奥斯特瓦尔德法与哈伯工艺密切相关，哈伯工艺提供必要的原材料氨 (NH3)。

氨分两个阶段转化为硝酸。 在催化剂如含 10% 铑的铂、熔融石英棉、铜或镍上的铂金属的存在下，通过用氧气加热将其氧化，形成一氧化氮（氮 (II) 氧化物）和水（以蒸汽形式存在）。 该反应强烈放热，一旦开始就成为有用的热源：

4 NH 3 ( g ) + 5 O 2 ( g ) ⟶ 4 NO ( g ) + 6 H 2 O ( g ) {\displaystyle {\ce {4 NH3 (g) + 5 O2 (g) -> 4 NO (g) + 6 H2O (g)}}} (ΔH = −905.2 kJ/mol)

第二阶段包括两个反应，并在含水的吸收装置中进行。 最初一氧化氮再次被氧化产生二氧化氮（氧化氮（IV））。 然后这种气体很容易被水吸收，产生所需的产物（硝酸，尽管是稀释形式），同时将其中一部分还原为一氧化氮：

2 NO ( g ) + O 2 ( g ) ⟶ 2 NO 2 ( g ) {\displaystyle {\ce {2 NO (g) + O2 (g) -> 2 NO2 (g)}}} (ΔH = −114 kJ/mol)3 NO 2 ( g ) + H 2 O ( l ) ⟶ 2 HNO 3 ( aq ) + NO ( g ) {\displaystyle {\ce {3 NO2 (g) + H2O (l) -> 2 HNO3 (aq) + NO (g)}}} (ΔH = −117 kJ/mol)

NO 被回收，酸通过蒸馏浓缩到所需的强度。

并且，如果最后一步是在空中进行：

4 NO 2 ( g ) + O 2 ( g ) + 2 H 2 O ( l ) ⟶ 4 HNO 3 ( aq ) {\displaystyle {\ce {4 NO2 (g) + O2 (g) + 2 H2O ( l)-> 4 HNO3 (aq)}}} (ΔH = −348 kJ/mol)。[在吸收塔中]。

xxx阶段的典型条件（有助于约 98% 的总产率）是：

• 压力介于 4–10 个标准大气压（410–1,000 kPa；59–150 psi）之间
• 温度约为 870–1,073 K（600–800 °C；1,100–1,500 °F）。

需要考虑的一个并发症是xxx步中的副反应，将一氧化氮还原为氮气：

4 NH 3 + 6 NO ⟶ 5 N 2 + 6 H 2 O {\displaystyle {\ce {4 NH3 + 6 NO ->; 5 N2 + 6 H2O}}}

这是通过减少气体混合物与催化剂接触的时间来最小化的副反应。

总反应是xxx个方程的总和，3次第二个方程，2次最后一个方程； 全部除以 2：

2 NH 3 ( g ) + 4 O 2 ( g ) + H 2 O ( l ) ⟶ 3 H 2 O ( g ) + 2 HNO 3 ( aq ) {\displaystyle {\ce {2 NH3 (g) + 4 O2 (g) + H2O (l) -> 3 H2O (g) + 2 HNO3 (aq)}}} (ΔH = −740.6 kJ/mol)

或者，如果最后一步在空气中进行，则总反应是方程式 1、2 乘以方程式 2 和方程式 4 的总和； 全部除以 2。