હાબર વિધિ (Haber Process)

હાબર વિધિ (Haber Process) : ઔદ્યોગિક દૃષ્ટિએ ખૂબ ઉપયોગી એવા એમોનિયા વાયુના નાઇટ્રોજન અને હાઇડ્રોજનમાંથી સંશ્લેષણ માટેની પ્રવિધિ. જર્મન વૈજ્ઞાનિક ફ્રિટ્ઝ હાબરે 1908માં નાના પાયા પર એમોનિયાના સંશ્લેષણ માટેની આ પદ્ધતિ શોધી હતી અને તે બદલ તેમને 1918નો રસાયણશાસ્ત્રનો નોબેલ પુરસ્કાર પ્રાપ્ત થયેલો. અન્ય જર્મન વૈજ્ઞાનિક કાર્લ બોશે એમોનિયાના ઉત્પાદન માટે ઊંચા દબાણે કામ આપતી ઔદ્યોગિક પદ્ધતિ વિકસાવી હતી. આથી આ પ્રવિધિને હાબર-બોશ વિધિ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. બોશને પણ ઊંચા દબાણવાળી રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓની શોધ બદલ 1931નો નોબેલ પુરસ્કાર એફ. બર્ગિયસ (F. Bergius) સાથે પ્રાપ્ત થયેલો.

નાઇટ્રોજન અને હાઇડ્રોજન વચ્ચેની પ્રક્રિયા નીચે પ્રમાણે છે :

N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ + DH (ઉષ્મા)

પ્રક્રિયા પ્રતિવર્તી અને ઉષ્માક્ષેપક (exothermic) હોઈ લ શેટેલિયરના સિદ્ધાંત મુજબ નીચાં તાપમાનોએ તે એમોનિયાની નીપજ વધુ આપે. પણ સામાન્ય તાપમાને પ્રક્રિયામાં સમતોલન પ્રાપ્ત થવાની ક્રિયા ધીમી હોય છે. વળી પ્રક્રિયાને કારણે કદમાં ઘટાડો થતો હોવાથી (પ્રક્રિયકોના ચાર અણુઓને બદલે નીપજના બે અણુઓ ઉત્પન્ન થતા હોવાથી) દબાણ વધુ રાખવાથી નીપજ વધુ મળે. આથી ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે 75 % હાઇડ્રોજન અને 25 % નાઇટ્રોજન(3 : 1, H₂ : N₂)ના મિશ્રણને 200 વાતાવરણના દબાણ હેઠળ પ્રવર્ધિત (promoted) આયર્ન ઉદ્દીપક પરથી 380°થી 450° સે. તાપમાને પસાર કરવામાં આવે છે.

બહાર આવતા વાયુમાં લગભગ 15 % NH₃ હોય છે. તેને પ્રશીતન (refrigeration) દ્વારા સંઘનિત (condensed) કરવામાં આવે છે. જ્યારે બાકીના વાયુને સંયંત્રમાં દાખલ થતા સંશ્લેષણ-વાયુ (synthesis gas) સાથે મિશ્ર કરી ફરીથી ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે.

પ્રવર્ધિત આયર્ન ઉદ્દીપક બનાવવા માટે મૅગ્નેટાઇટ(Fe₃O₄)નું પોટૅશિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ સાથે MgO, Al₂O₃ અને SiO₂ જેવા ઉચ્ચતાપસહ (refractory) ઑક્સાઇડના થોડા જથ્થાની હાજરીમાં ટેબલ ઉપર સંગલન કરવામાં આવે છે. મળતી ચાદરને 5થી 10 મિમી.ના ટુકડાઓમાં ભાંગી નાખવામાં આવે છે. આ ટુકડાઓનું એમોનિયા-પરિવર્તક(converter)માં અપચયન કરવામાં આવે છે, જેથી અસ્ફટિકમય (amorphous) ઉચ્ચતાપસહ ઑક્સાઇડ વડે અલગ પડેલા અને આંશિક રીતે (partly) આલ્કલી પ્રવર્ધક વડે આચ્છાદિત થયેલા Fe-સ્ફટિકાણુઓ (Fe-crystallites) ધરાવતો સક્રિય ઉદ્દીપક મળે છે. પ્રવર્ધક ઉદ્દીપકની સક્રિયતામાં વધારો કરે છે.

(જુઓ : એમોનિયા.)

ચિત્રા સુરેન્દ્ર દેસાઈ