निम्नलिखित में से कौन-सी, अमोनिया के विनिर्माण की प्रचलित पद्धति है ?
- (a)ओस्टवाल्ड प्रक्रम (Ostwald’s process)
- (b)हेबर-बॉश प्रक्रम (Haber-Bosch process)
- (c)विद्युत भट्टी प्रक्रम (Electric furnace process)
- (d)विद्युत-अपघटन प्रक्रम (Electrolysis process)
उत्तर
क्यों
सही — B, हेबर-बॉश प्रक्रम। अमोनिया का औद्योगिक विनिर्माण हेबर-बॉश प्रक्रम द्वारा किया जाता है, जिसमें नाइट्रोजन और हाइड्रोजन सीधे संयोग करते हैं, N₂ + 3H₂ → 2NH₃, उच्च दाब और मध्यम ताप पर, लौह उत्प्रेरक की उपस्थिति में।
यह अमोनिया बनाने की मानक और सर्वाधिक व्यापक रूप से प्रयुक्त विधि है।
अन्य विकल्प क्यों गलत हैं
- (a)ओस्टवाल्ड प्रक्रम (Ostwald’s process) — ओस्टवाल्ड प्रक्रम अमोनिया से नाइट्रिक अम्ल बनाता है; यह अमोनिया का विनिर्माण नहीं, बल्कि उसका उपभोग करता है।
- (c)विद्युत भट्टी प्रक्रम (Electric furnace process) — विद्युत-आर्क या भट्टी विधि नाइट्रिक ऑक्साइड या कैल्शियम कार्बाइड बनाने से जुड़ी है, अमोनिया के बड़े पैमाने पर विनिर्माण से नहीं।
- (d)विद्युत-अपघटन प्रक्रम (Electrolysis process) — विद्युत-अपघटन का उपयोग हाइड्रोजन जैसे तत्वों या अभिक्रियाशील धातुओं को प्राप्त करने के लिए किया जाता है; अमोनिया नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के प्रत्यक्ष संश्लेषण से बनाई जाती है, विद्युत-अपघटन से नहीं।
अवधारणा
हेबर-बॉश प्रक्रम वायुमंडलीय नाइट्रोजन और हाइड्रोजन से अमोनिया का औद्योगिक संश्लेषण है। चूँकि यह अभिक्रिया उत्क्रमणीय (reversible) और ऊष्माक्षेपी (exothermic) है, इसे सावधानी से चुनी गई परिस्थितियों — उच्च दाब, मध्यम ताप और लौह उत्प्रेरक — में चलाया जाता है ताकि व्यावहारिक उपज मिल सके।
यहाँ जाल ओस्टवाल्ड प्रक्रम है, जो निकटता से संबंधित तो है परंतु उल्टा काम करता है — यह अमोनिया को नाइट्रिक अम्ल में बदलता है। चूँकि प्रश्न पूछता है कि अमोनिया कैसे बनाई जाती है, इसलिए नाइट्रोजन-और-हाइड्रोजन के प्रत्यक्ष संश्लेषण वाला हेबर-बॉश प्रक्रम ही उत्तर है।
मुख्य तथ्य
- हेबर-बॉश प्रक्रम में नाइट्रोजन और हाइड्रोजन संयोग करते हैं, N₂ + 3H₂ → 2NH₃, एक उत्क्रमणीय, ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया में।
- सामान्य परिस्थितियाँ लगभग 200 वायुमंडलीय दाब और लगभग 450 डिग्री सेल्सियस ताप हैं, महीन विभाजित लौह उत्प्रेरक के साथ।
- उत्पादित अमोनिया यूरिया और अमोनियम लवण जैसे नाइट्रोजनी उर्वरकों को आपूर्ति करती है, जो वैश्विक खाद्य आपूर्ति का आधार है।
- इसके बाद ओस्टवाल्ड प्रक्रम अमोनिया का ऑक्सीकरण करके नाइट्रिक अम्ल बनाता है।
आगे की तैयारी
सामान्य भ्रम
- हेबर प्रक्रम (अमोनिया बनाता है) को ओस्टवाल्ड प्रक्रम (नाइट्रिक अम्ल बनाता है) के साथ भ्रमित करना।
- यह मान लेना कि अमोनिया विद्युत-अपघटन द्वारा प्राप्त की जाती है।
एनडीए/यूपीएससी पूछते हैं कि कौन-सा प्रक्रम अमोनिया या नाइट्रिक अम्ल बनाता है, या हेबर-बॉश अभिक्रिया की परिस्थितियाँ क्या हैं — प्रत्येक प्रक्रम को उसके उत्पाद से जोड़ें।
संबंधित PYQ
इस प्रश्न से सीधे संबंधित कोई पूर्व PYQ उपलब्ध नहीं।
अभ्यास
- अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
अमोनिया के विनिर्माण के लिए हेबर-बॉश प्रक्रम में प्रयुक्त उत्प्रेरक है
- (a)प्लैटिनम
- (b)लौह (आयरन)
- (c)निकल
- (d)वैनेडियम पेंटॉक्साइड
उत्तर(b) लौह (आयरन) — महीन विभाजित लौह हेबर-बॉश संश्लेषण में अमोनिया बनाने का उत्प्रेरक है। - अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
ओस्टवाल्ड प्रक्रम का उपयोग किसके औद्योगिक विनिर्माण के लिए किया जाता है
- (a)अमोनिया
- (b)नाइट्रिक अम्ल
- (c)सल्फ्यूरिक अम्ल
- (d)हाइड्रोक्लोरिक अम्ल
उत्तर(b) नाइट्रिक अम्ल — ओस्टवाल्ड प्रक्रम अमोनिया का ऑक्सीकरण करके नाइट्रिक अम्ल बनाता है।