nuntuy
Bosta
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Un reciente artículo en Science describe un nuevo proceso para obtener amoniaco (NH3) a partir de vapor de agua y nitrógeno presente en el aire, mediante una ruta electroquímica. Obtener compuestos químicos que contengan Nitrógeno(N) a partir del N2 del aire, se le llama fijar N. Quizás muchos de uds. hayan escuchado algo de este proceso, pero probablemente no dimensionan lo que significo el proceso Haber-Bosch, por lo que voy a hacer un repaso histórico sobre el tema para contextualizar este nuevo descubrimiento.
El proceso desarrollado Haber-Bosch lidió, quizás, con unos de los problemas mas acuciantes a fines del siglo XIX, la creciente demanda de alimentos para una población cada vez mayor. La humanidad se encontraba, en cierta medida, frente a dos posibles caminos: Uno predicho por Malthus, que en su libro "Ensayo sobre los principios de la población" planteaba que pese a los avances de tecnología agrícola, el crecimiento de la población neutralizaría este progreso y una parte importante de la humanidad permanecería siempre en la miseria y el hambre. El otro, planteado por Marx en "El capital", donde realiza una critica a la teoría malthusiana, indicando que el progreso en la ciencia y la tecnología si permitirían el crecimiento exponencial de los recursos. La historia le terminaría dando la razón a este ultimo planteamiento. Veamos algunos elementos científicos básicos para entender un poco esta historia.
Las proteinas están formadas por la unión de aminoácidos, los cuales tienen en su estructura N. Por ello este elemento químico es vital para los animales. A pesar que el N forma el 78% del aire que respiramos, no somos capaces de fijarlo en nuestro organismo a través de la respiración. Por lo que para obtenerlo, tenemos que comernos a otros animales y extraer el N de sus proteínas. A su ves los animales herbívoros lo extraen, en un largo y gaseaoso proceso digestivo, de las plantas que se comen. A su vez las plantas lo obtienen del suelo, en general como sales (ej. nitrato de sodio, NaNO3). Salvo algunos vegetales, como las legumbres, que gracias a ciertas bacterias lo pueden fijar en proteínas (Por esto los humanos tenemos la posibilidad de hacernos vegetarianos).
Pero la disponibilidad de N en los suelos es limitada, y a finales de siglo XIX los agricultores de europa y EE.UU. necesitaban cada mas fertilizantes (sales nitrogenadas), lo que provoco el enorme desarrollo de la industria salitrera (si, con Chile a la cabeza, prácticamente con el monopolio). Sin embargo ya se vislumbraba la posibilidad que este recurso natural escaseara, y varios químicos importantes se dedicaron a la tarea de buscar un método artificial para fijar el N. Ademas los compuestos nitrogenados también se usaban en la fabricación de explosivos. Fritz Haber, que era profesor de la Universidad de Karlsruhe y Carl Bosch de la empresa BASF lograron desarrollar el método en 1911, el cual consiste en la reacción de nitrógeno e hidrógeno gaseoso a altas presiones y temperaturas (150-300 atms y 400-500°C), usando como catalizadores sales de Hierro y óxidos de aluminio y potasio.
Cabe mencionar que la vida de Haber tuvo trágicas vueltas , siendo de origen judío, era un nacionalista alemán (se le atribuye la frase "en tiempo de paz, un científico pertenece al mundo, pero en tiempo de guerra pertenece a su país") por lo que colaboró activamente en el desarrollo de armas químicas para Alemania durante la primera guerra mundial, lo que llevaría a su esposa Clara Immerwahr, también química, a suicidarse en 1915, luego que se usaran armas químicas. Cuando gano el premio nobel en 1918, muchos científicos se negaron a asistir a la premiación. En 1933 cuando los Nazis llegaron al poder, le ofrecieron financiamiento para continuar sus investigaciones, pero dada la situación cada vez peor para los judíos, se exilio en suiza donde murió en 1934. A pesar de su muerte, su trágico legado continuo, ya que los Nazis refinarían un pesticida desarrollado por Haber, Zyclon A, y lo transformarían en Zyclon B que se usaría en las cámaras de gases para eliminar a millones de personas.
A pesar de lo anterior, hay que destacar que sin el proceso Haber-Bosch sería imposible sostener la cantidad de seres humanos que existen hoy, ya que la tierra cultivable estaría completamente agotada. Sin embargo, este proceso tiene un problema asociado, que necesita del uso de hidrógeno gaseoso, H2. Este gas se obtiene a partir del gas metano y genera enormes cantidades de dióxido de carbono (CO2), por ello la importancia de este nuevo método, que prescinde del hidrógeno, lo cual permitirá una enorme reducción del CO2 liberado a la atmósfera.
Espero les haya gustado el tema
Fuente
El proceso desarrollado Haber-Bosch lidió, quizás, con unos de los problemas mas acuciantes a fines del siglo XIX, la creciente demanda de alimentos para una población cada vez mayor. La humanidad se encontraba, en cierta medida, frente a dos posibles caminos: Uno predicho por Malthus, que en su libro "Ensayo sobre los principios de la población" planteaba que pese a los avances de tecnología agrícola, el crecimiento de la población neutralizaría este progreso y una parte importante de la humanidad permanecería siempre en la miseria y el hambre. El otro, planteado por Marx en "El capital", donde realiza una critica a la teoría malthusiana, indicando que el progreso en la ciencia y la tecnología si permitirían el crecimiento exponencial de los recursos. La historia le terminaría dando la razón a este ultimo planteamiento. Veamos algunos elementos científicos básicos para entender un poco esta historia.
Las proteinas están formadas por la unión de aminoácidos, los cuales tienen en su estructura N. Por ello este elemento químico es vital para los animales. A pesar que el N forma el 78% del aire que respiramos, no somos capaces de fijarlo en nuestro organismo a través de la respiración. Por lo que para obtenerlo, tenemos que comernos a otros animales y extraer el N de sus proteínas. A su ves los animales herbívoros lo extraen, en un largo y gaseaoso proceso digestivo, de las plantas que se comen. A su vez las plantas lo obtienen del suelo, en general como sales (ej. nitrato de sodio, NaNO3). Salvo algunos vegetales, como las legumbres, que gracias a ciertas bacterias lo pueden fijar en proteínas (Por esto los humanos tenemos la posibilidad de hacernos vegetarianos).
Pero la disponibilidad de N en los suelos es limitada, y a finales de siglo XIX los agricultores de europa y EE.UU. necesitaban cada mas fertilizantes (sales nitrogenadas), lo que provoco el enorme desarrollo de la industria salitrera (si, con Chile a la cabeza, prácticamente con el monopolio). Sin embargo ya se vislumbraba la posibilidad que este recurso natural escaseara, y varios químicos importantes se dedicaron a la tarea de buscar un método artificial para fijar el N. Ademas los compuestos nitrogenados también se usaban en la fabricación de explosivos. Fritz Haber, que era profesor de la Universidad de Karlsruhe y Carl Bosch de la empresa BASF lograron desarrollar el método en 1911, el cual consiste en la reacción de nitrógeno e hidrógeno gaseoso a altas presiones y temperaturas (150-300 atms y 400-500°C), usando como catalizadores sales de Hierro y óxidos de aluminio y potasio.
Cabe mencionar que la vida de Haber tuvo trágicas vueltas , siendo de origen judío, era un nacionalista alemán (se le atribuye la frase "en tiempo de paz, un científico pertenece al mundo, pero en tiempo de guerra pertenece a su país") por lo que colaboró activamente en el desarrollo de armas químicas para Alemania durante la primera guerra mundial, lo que llevaría a su esposa Clara Immerwahr, también química, a suicidarse en 1915, luego que se usaran armas químicas. Cuando gano el premio nobel en 1918, muchos científicos se negaron a asistir a la premiación. En 1933 cuando los Nazis llegaron al poder, le ofrecieron financiamiento para continuar sus investigaciones, pero dada la situación cada vez peor para los judíos, se exilio en suiza donde murió en 1934. A pesar de su muerte, su trágico legado continuo, ya que los Nazis refinarían un pesticida desarrollado por Haber, Zyclon A, y lo transformarían en Zyclon B que se usaría en las cámaras de gases para eliminar a millones de personas.
A pesar de lo anterior, hay que destacar que sin el proceso Haber-Bosch sería imposible sostener la cantidad de seres humanos que existen hoy, ya que la tierra cultivable estaría completamente agotada. Sin embargo, este proceso tiene un problema asociado, que necesita del uso de hidrógeno gaseoso, H2. Este gas se obtiene a partir del gas metano y genera enormes cantidades de dióxido de carbono (CO2), por ello la importancia de este nuevo método, que prescinde del hidrógeno, lo cual permitirá una enorme reducción del CO2 liberado a la atmósfera.
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