ハーバー・ボッシュ法

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ハーバー・ボッシュ法は、鉄を主体とした触媒上で水素と窒素を500℃、1000気圧付近の超臨界流体状態で直接反応させ、N₂ + 3H₂ → 2NH₃ の反応によってアンモニアを生産する方法である^[1]。窒素を含む化合物を生産する際の最も基本となる過程であり、化学工業にとって極めて重要な手法である。最近は単にハーバー法と呼ばれる。

フリッツ・ハーバーらは鉄鉱石（酸化鉄を主体とし、酸化アルミニウム、酸化カリウムを含む）を用いた。このとき注意すべきことは、酸化鉄を触媒として装填するが、実際に反応しているのは水素によって還元されて生じた単体の金属鉄であることである。酸化アルミニウムは還元されず担体として鉄の単体が振動により折りたたまれるのを防ぎ、酸化カリウムは塩基として鉄に電子を供与して触媒能力を高めている。

フリッツ・ハーバー、カール・ボッシュによるこの方法は、「水と石炭と空気とからパンを作る方法」とも言われた。小麦の育成には窒素分を含む肥料の十分な供給が不可欠で、やせた氷河地形で、土壌が未発達の土地が多いドイツでは、小麦の栽培は困難で、主要な穀物生産は硝石などの海外産窒素肥料の輸入によるか、やせた土壌に強いライ麦に頼る、あるいは穀物の代替品として新大陸産のジャガイモに頼らざるを得なかった。