В то время, когда мы знакомимся с современным азотным заводом, с его идеальной техникой большого давления, автоматическим регулированием процесса, отсутствием отбросов, применением неограниченных запасов сырья в виде воды и воздуха, думается, что вопрос получения связанного азота из воздуха решен совсем. Но наука не знает решений, да и то, что сейчас есть идеальным, на следующий день может оказаться устаревшим. Наука не знает предела собственному поступательному формированию.
В случае, если мы пристально разглядим процесс получения азотной кислоты, то заметим, что не все в нем обстоит так безукоризненно.
Во второй половине 30-ых годов XX века во всем мире (не считая СССР) было получено приблизительно 3,5 миллиона тысячь киллограм связанного азота в форме аммиака. Для этого потребовалось взять более 9 миллиардов кубических метров водорода. Чтобы получить это количество водорода из воды, было нужно затратить до 9 миллионов тысячь киллограм отличного горючего либо приблизительно 19 миллионов тысячь киллограм бурого угля.
Около половины взятого аммиака идет на получение азотной кислоты. В этом ходе протекает следующая химическая реакция. Азот аммиака, соединяясь с кислородом воздуха, дает окислы азота, каковые р предстоящем преобразовываются в азотную кислоту, а водород аммиака с кислородом снова дает воду, из которой водород с таким трудом был взят.
С огромными затратами горючего, электричества, материалов, людской труда люди из воды приобретают миллиарды кубических метров водорода. В сложных установках синтеза аммиака под большим давлением соединяют его с азотом в аммиак, а после этого при получении азотной кислоты сжигают данный дорогостоящий водород снова в воду.
И такое расточительство во все возрастающих масштабах длится вот уже более 30 лет.
Запрещено ли взять азотную кислоту, минуя данный обходный путь, из кислорода и азота воздуха? Такую возможность открывает новая область физической химии — газовая электрохимия.
Мы уже знаем, что первые попытки заводского процесса связывания атмосферного азота шли конкретно по этому пути. Но они окончились неудачей. Вправду, на 1 киловатт-час электричества по электро-дуговому способу получается приблизительно 23 грамма связанного азота, а по методу синтеза аммиака на тот же киловатт-час получается до 500 граммов.
Главная причина невыгодности электродугового способа связывания азота содержится в том, что в этом ходе дорогая электричество тратится в виде тепла на высокотемпературный подогрев громадных весов газа, из которых только малая часть вступает в химическую реакцию. А в это же время теоретически, если бы вся затрачиваемая электричество отправилась для целей химической реакции, возможно было бы взять таким методом 2300 граммов связанного азота на 1 киловатт-час электричества, другими словами в 100 раза больше, чем на данный момент получается по электродуговому методу, и в 5 раза больше, чем по методу синтеза аммиака.
Ученые задумались: запрещено ли так применять электричество, дабы она большей собственной частью расходовалась для целей химического процесса, а не тратилась на получение тепла?
Электроэнергия в отличие от тепловой владеет превосходным качеством: она может конкретно переходить в энергию химического сотрудничества, в энергию химической связи. И на данный момент имеется последовательность способов яркого перевода электроэнергии в энергию химическую и обратно.
Советская наука уже достигла на этом пути значительных удач. И путь газовой электрохимии есть одним из самые вероятных дорог, по которому будет дальше развиваться борьба человека за самоё экономичное и высокоэффективное овладение азотом воздуха при превращении его в азотную кислоту. Этим примером мы желали только продемонстрировать, что борьба за азот еще не окончена, что она еще ожидает новых исследователей, новых борцов за покорение недр воздушного океана. В научно-исследовательских лабораториях нашей страны физики и химики, техники и инженеры прикладывают довольно много упрочнений для разработки новых, самые эффективных способов фиксации атмосферного азота для потребностей нашей страны.