人工固氮成为"地球上最重要的化学反应式
农业生产,离不开化肥。初中的时候,我们都学过“根瘤菌有固氮作用”,但靠根瘤菌的这个自然过程获取氮肥,远远满足不了人类对粮食的需求。
氨(NH3)是农业和化学工业中必不可少的化工产品之一。大气中氮气约占78%,总量非常高,取之不尽、用之不竭。但氨分子的固有化学惰性,使氮气很难转化为氨。
因此,在人工固氮技术发明之前,人们需要靠秸秆、鸟粪之类的东西来获取氮元素,进而再合成氨。为此,世界上曾爆发过不少“鸟粪”争夺战,人工固氮的问题长时间悬而未决。
人们必须研究怎么样用人工的方法来生产氨肥,这样可以拯救无数饥荒人口。这就是“人工固氮”。
利用氮气与氢气直接反应来得到氨气,从而从空气中直接固化氮气曾是一个很难的课题,人类大约花了150年才解决这一重大难题。
地球上最重要的化学反应式
其中,主要是德国物理化学家F·哈伯(Fritz Haber,1868-1934)的贡献。他采用将氮气与氢气直接混合(反应条件:压力17.5Mpa到20Mpa;反应温度500℃到600℃),关键是选用贵金属锇作为催化剂,顺利得到了6%到8%的氨,首次实现了氮气的直接固化。