فرایند هابر

فرایند هابر (به انگلیسی: Haber process) یا فرایند هابر-بوش (به انگلیسی: Haber–Bosch process) روشی برای تولید صنعتی آمونیاک از طریق واکنش گاز نیتروژن و گاز هیدروژن و با استفاده از کاتالیزگر های آهن و روتنیم (در اغلب مواقع از ترکیبات ناخالص آن ها استفاده می شود) است. در این فرایند به دمای ۴۵۰ سانتی گراد (723درجه کلوین) و فشار ۲۰۰ اتمسفر نیاز است. لابراتواری که این فرایند را کنترل می کند هابر لاب (hober lab ) می نامند. این فرایند به طور مشترک توسط دو شیمیدان آلمانی به نام های فریتس هابر و کارل بوش که هر دو از برندگان جایزه نوبل شیمی بودند، ابداع شد.
سینتیک شیمیایی
سرعت واکنش
معادله سرعت
پیش از ابداع این روش، تولید آمونیاک در مقیاس صنعتی بسیار دشوار بود و روش های قدیمی تولید آمونیاک نظیر «فرایند بیرکلند-اید» و «فرایند فرانک کارو» به شدت ناکارامد بودند. روش فرانک-کارو نیاز به مقدار زیادی نیروی الکتریسیته دارد که فرایند هابر بی نیاز از آن است.
تولید سالانه کود نیتروژن به این روش بیش از ۱۰۰ میلیون تن است. خوراک بیش از نیمی از جمعیت کنونی جهان به تولید کود به این روش بستگی دارد. علاوه براین، این روش در جنگ جهانی اول به امپراتوری آلمان کمک کرد تا برای ساخت مواد منفجره، آمونیاک تولید کند در حالی که متفقین جنگ جهانی اول از نیتروناتریت استفاده می کردند در ادامه جنگ متفقین شیلی که محل تامین نیتروناتریت آلمان بود را محاصره کردند. آلمان برای رفع نیاز خود از دانشمندان استفاده کرد و یکی از دانشمندان به نام هابر روشی برای ساخت آمونیاک ابداع کردامونیاک+تولوئن =T.N.T

فرآیند هابر. فرآیند هابِر (Haber process)
فرآیند صنعتی تولید آمونیاک براثر واکنش نیتروژن و هیدروژن، مطابق فرمول N۲ + ۳H۲↔ ۲NH۳. این واکنش در مجاورت کاتالیزور صورت می گیرد. برای کاتالیزور، از مخلوط آهن و تقویت کننده هایی مانند اکسید آلومینیم، اکسید پتاسیم، اکسید کلسیم یا اکسید منیزیوم استفاده می کنند. این واکنش برگشت پذیر و گرمازاست. بنابراین، طی آن مقادیر فراوانی آمونیاک تحت دماهای پایین تولید می شود. به هر رو، نرخ پیشرفت واکنش بسیار کند خواهد بود، زیرا تعادل در دماهای نرمال واقع می شود. به همین سبب، دمای بهینه برای انجام واکنش حدود ۴۵۰ درجۀ سلسیوس انتخاب می شود. افزایش فشار منجر به تولید مقادیر بیشتر آمونیاک می شود. البته، مشکلاتی فنی به منظور رسیدن به فشارهای بالا وجود دارد. فشاری در حدود ۲۵۰ اتمسفر معمولاً مناسب است و به کار گرفته می شود. این فرآیند ، به سبب تثبیت نیتروژن، در کودهای کشاورزی شیمیایی با اهمیت است. در ۱۹۰۸، فرانتس هابر این فرآیند را عرضه کرد و بعدها کارل بوش (۱۸۷۴ـ۱۹۴۰) این فرآیند را به مقیاس های صنعتی توسعه داد. به همین سبب این فرآیند با نام فرآیند هابرـ بوش نیز شناخته می شود. نیتروژن مصرفی را از هوای مایع به دست می آورند. پیش تر، هیدروژن را از گاز آب و طی واکنش گازـ آب (فرآیند بوش) تهیه می کردند امّا اکنون آن را از مواد خامی که به گازهای سنتزی معروف اند، و به شیوۀ تبدیل طبیعی گازها تهیه می کنند. هیدروژن لازم را می توان از ترکیبات هیدروژن دار نیز استحصال کرد.